Реакция на изменения в сети.

Топология сети, после того как установится по STP, не изменится до тех пор, пока не изменится структура физических связей в сети (добавится новая связь или прервется старая). Корневой коммутатор посылает BPDU hello по умолчанию каждые 2 секунды. Каждый коммутатор ретранслирует hello, изменяя стоимость для отражения расстояния до корневого коммутатора. Все коммутаторы слушают ретранслированные сообщения hello от корневого коммутатора и таким образом определяют, что этот маршрут до корневого коммутатора еще работает, так как сообщения hello следуют по тому же маршруту, что и кадры с данными. Если коммутатор перестает принимать hello, значит, что-то произошло, и он начинает процесс изменения структуры дерева связей.

BPDU hello определяют таймеры, используемые всеми коммутаторами, в процессе выбора структуры дерева.

- Hello Time - период между посылкой BPDU hello корневым коммутатором (по умолчанию 2).

- Max Age - время ожидания сообщения hello. По истечении этого времени коммутатор начинает изменение топологии STP (по умолчанию 20 секунд).

- Forward Delay - время перехода интерфейса из состояния блокировки (blocking) в состояние передачи. Порт переходит из состояния блокировки в состояние прослушивания (listening), затем в состояние изучения (learning) и только после этого в состояние передачи.

Опишем работу стабильной сети.

1. Корневой коммутатор посылает BPDU hello со стоимостью 0 на все свои интерфейсы.

2. Каждый коммутатор в сети постоянно ретранслирует BPDU hello, полученные по корневому порту от корневого коммутатора, увеличивая стоимость. Чем дальше от корневого коммутатора, тем больше стоимость BPDU hello.

3. Если коммутатор не получает BPDU hello в течение некоторого времени, то он начинает на это реагировать.

Рассмотрим подобную ситуацию на нашем примере (рис. 12).

Рис. 12. Изменение топологии STP.

В процессе выполнения алгоритма STP порт fa0/2 SW4 находится в состоянии блокировки. Предположим, что прервалась связь между коммутаторами SW1 и SW2. Коммутатор SW3 получает BPDU на свой корневой порт и режим работы не меняет. SW2 перестал получать BPDU через свой корневой порт и, следовательно, перестал транслировать BPDU на корневой порт коммутатора SW4. При этом SW4 по-прежнему получает BPDU через fa0/2 и теперь этот порт становится единственным источником получения сообщения BPDU. Соответственно он должен быть переведён в состояние передачи. Коммутатор SW2 получает теперь BPDU на порт fa0/1 через SW4. При этом состояние портов, через которые соединены SW2 и SW4 не меняется, а должно будет измениться состояние порта fa0/2 коммутатора SW4. Но немедленный переход порта из состояния блокировки в состояние передачи невозможен. Если бы это произошло немедленно, то может произойти зацикливание кадров в сети. Поэтому существует строгая последовательность перехода порта из режима блокировки в режим передачи.

Если по истечении максимального времени ожидания hello с корневого порта не приходит, то порт, находившийся в состоянии блокировки, переводится в режим прослушивания. Этот режим работы позволяет каждому устройству подождать, не появится ли новое сообщение hello с лучшими параметрами.

Следующее состояние - изучение. Этот режим позволяет коммутатору изучить новые МАС-адреса, не передавая данные для предотвращения наполнения сети лишними кадрами, пока она не стабилизировалась.

Если используются установки таймеров по умолчанию, то коммутатору SW3 необходимо 50 секунд для перевода порта fa0/2 в состояние передачи.

Первый таймер MaxAge=20cек. В течение этого времени коммутатор ожидает поступления BPDU hello через корневой порт. По истечение этого времени, SW4 переводит порт fa0/2 в состояние прослушивания. Это еще задержка на 15 секунд. Затем порт переходит в режим изучения для составления таблицы МАС-адресов на 15 секунд. И только после этого порт fa0/2 перейдет в режим передачи.

SW4 должен объявить об изменениях в таблицах МАС-адресов через свой корневой порт соседнему коммутатору. До изменения топологии доступ к рабочей станции WS4 выполнялся через порт fa0/1 SW4 . Теперь WS4 будет доступна через порт fa0/2. Поэтому коммутатор SW4 посылает специальное сообщение BPDU, которое называется уведомлением об изменении топологии на порт fa0/2. Такое уведомление будет послано через MAX Age. Коммутатор SW3 переместит в соответствие с TCN (Topology Change Notification) МАС-адрес коммутатора SW4 с порта fa0/1 на порт fa0/2. Это перемещение произойдет до перехода порта fa0/2 SW4 из режима блокировки в режим передачи, что исключит ошибки при передаче кадров по сети. Коммутатор SW3 также ретранслирует данное уведомление на свой корневой порт, и его получит корневой коммутатор SW1. SW1 переместит МАС-адрес WS4 с порта fa0/1 в порт fa0/2.

В таблице рассмотрены режимы работы портов и их состояния.

Дополнительные возможности STP(Ether Channel)

Технология Ether Channel позволяет избавиться от необходимости изменения топологии дерева STP в случае, если какая-то связь прерывается, и поддерживать сеть в постоянной работоспособности. Ether Channel позволяет создавать транковые соединения между коммутаторами путем дублирования связей и параллельного подключения от двух до восьми портов. При этом STP считает такой канал, состоящий из нескольких соединений, как одно соединение до тех пор, пока хотя бы одна из связей работает. Рассмотрим это на примере схемы, показанной на рис.13. Здесь коммутаторы соединены друг с другом двумя параллельными связями.

Рис. 13. Связь коммутаторов по технологии Ether Channel.

Каждая пара каналов связи сконфигурирована как Ether Channel. При этом STP рассматривает Ether Channel как один канал связи. Если бы STP рассматривал параллельные соединения как отдельные связи, то между каждой парой коммутаторов работало бы только одно соединение, а остальные были бы заблокированы.

Использование технологии Ether Channel дает следующие преимущества:

1. Уменьшается время, необходимое на переконфигурацию сети (время конвергенции), за счет того, что если одно из параллельных соединений между парой коммутаторов работает, то топология дерева связей не меняется.

2. Транковые соединения по параллельным портам обеспечивают большую пропускную способность между коммутаторами.

Режим Port Fast позволяет переводить порт коммутатора в состояние передачи немедленно, как только он становится физически активным. Если мы устанавливаем режим Port Fast на порте коммутатора, то к такому порту нельзя подключать другой коммутатор. Если мы подключаем к этому порту сетевую карту компьютера или маршрутизатор, то порт перейдёт в режим передачи немедленно. Если же режим Port Fast будет выключен, то порт перейдет в режим передачи только через 50 секунд после подключения к нему устройства (MAX Age = 20 сек, listening =15 сек, learning = 15 сеk). Если вдруг через порт, настроенный в режиме Port Fast, на коммутатор пришло BPDU от другого коммутатора, то порт автоматически выйдет из режима Port Fast.

Настройка STP.

В коммутаторах Cisco STP используется по умолчанию. Это позволяет устанавливать коммутаторы и подключать избыточные линии без негативных последствий для работы сети. Но, тем не менее, можно изменять некоторые настройки STP. Можно использовать различные режимы работы STP в разных VLAN.

Поиск по сайту: