Да предположим, че STP е в състояние на конвергенция. Какво ще се случи, ако свържа суич Н директно с кореновия суич А? Кореновият мост ще "види", че е получил нова активна порта и ще изпрати BPDU по него.
Суич Н, получавайки този фрейм с нулева стойност, ще определи стойността на маршрута през новия порт като 0+19=19, докато стойността на неговия коренов порт е 76. След това портът на суич Н, който преди това е бил в отключен режим, ще премине през всички етапи на преход и ще се превключи в режим на предаване след 50 секунди. Ако към този суич са свързани други устройства, то те ще загубят свързаност с кореновия суич и с мрежата като цяло за 50 секунди.
По подобен начин постъпва суич G, получавайки от суич Н фрейм BPDU с уведомление за стойност 19. Той променя стойността на своя назначен порт на 19+19=38 и го преназначава като нов коренов порт, тъй като стойността на неговия предишен Root Port е 57, което е повече от 38. При това отново започват всички етапи на преизбиране на портове, продължаващи 50 секунди, и в крайна сметка цялата мрежа ще се срине.
Сега нека разгледаме какво ще се случи в подобна ситуация, използвайки RSTP. Кореновият суич също така ще изпрати BPDU до свързания към него суич Н, но веднага след това ще блокира своя порт. Получавайки този фрейм, суич Н ще определи, че този маршрут има по-ниска стойност от неговия коренов порт и веднага ще го блокира. След това Н ще изпрати Proposal на кореновия суич с молба да отвори нов порт, тъй като стойността му е по-малка от стойността на вече съществуващия коренов порт. След като кореновият суич се съгласи с молбата, той ще отключи порт и ще изпрати Agreement на суич Н, след което последният ще направи новия порт свой коренов порт.
Създавайки нов Root Port, суич Н ще превърне стария коренов порт в алтернативен порт. Същото ще се случи и със суич G – той ще обменя съобщения Proposal/Agreement със суич Н, ще назначи нов коренов порт и ще блокира останалите портове. След това процесът ще продължи в следващия сегмент на мрежата със суич F.
Със системата Proposal/Agreement повторното назначаване на кореновия порт ще стане практически моментално, и всички устройства, свързани със суич Н, няма да загубят свързаност с мрежата.
Свитч F, анализирайки цените, ще види, че маршрутът до кореновия свитч през долния порт ще струва 57, докато вече съществуващият маршрут през горния порт струва 38, и ще остави всичко както е. След като научи това, свитч G ще блокира порта, насочен към F, и ще пренасочва трафика към кореновия свитч по новия маршрут G-H-A.
Докато свитч F не получи Proposal/Agreement от свитча G, той ще държи своя долен порт блокиран, за да предотврати образуването на цикли. По този начин виждате, че RSTP е много бърз протокол, който не създава проблеми в мрежата, собственост на STP.
Сега нека преминем към разглеждането на командите. Трябва да влезете в режим на глобална конфигурация на свитча и да изберете режим PVST или RPVST с помощта на командата spanning-tree mode . След това трябва да решите как да промените приоритета на конкретна VLAN. За целта се използва командата spanning-tree vlan priority . От последния видеоурок трябва да помните, че приоритетът представлява число, кратно на 4096, и по подразбиране това число е 32768 плюс номера на мрежата VLAN. Ако сте избрали VLAN1, приоритетът по подразбиране ще бъде 32768+1= 32769.
Защо може да е необходимо да се променя приоритета на мрежите? Знаем, че BID се състои от числено значение на приоритета и MAC адреса. MAC адресът на устройството не може да бъде променен, той има постоянно значение, следователно може да се промени само величината на приоритета.
Предположим, че съществува голяма мрежа, където всички устройства Cisco са свързани в кръгова схема. При това по подразбиране е активиран PVST, така че системата ще избере кореновия свитч. Ако всички устройства имат еднакъв приоритет, предимство ще има свитчът с най-стария MAC адрес. Въпреки това, това може да е 10-12 годишен комутатор на остарял модел, който дори няма достатъчна мощност и производителност да "вода" такава обширна мрежа.
В същото време в мрежата ви може да има най-новият свитч за няколко хиляди долара, който поради по-високия MAC адрес е принуден да "подчинява" стария свитч на цена от няколко стотинки. Ако старият свитч стане коренов комутатор, това означава, че има сериозна грешка в дизайна на мрежата.
Следователно, трябва да влезете в настройките на новия суич и да му зададете минимална стойност на приоритета, например 0. При използване на VLAN1, общата стойност на приоритета ще бъде 0+1=1, и всички останали устройства постоянно ще го считат за коренов суич.
Сега си представете такава ситуация. Ако кореновият суич поради някаква причина стане недостъпен, може да искате новият коренов суич да не бъде произволен суич с по-нисък приоритет, а конкретен суич с по-добри мрежови функции. В този случай в настройките на Root Bridge се използва команда, която назначава основен и вторичен коренови суичове: spanning-tree vlan root . Стойността на приоритета за основния суич Primary ще бъде 32768 – 4096 – 4096 = 24576. За вторичния суич Secondary той се изчислява по формулата 32768 – 4096 = 28672.
Не е необходимо да въвеждате тези числа ръчно – системата ще го направи автоматично за вас. Следователно, кореновият суич ще бъде с приоритет 24576, а при неговата недостъпност – суич с приоритет 28672, при условие че приоритетът на всички останали суичове по подразбиране не е по-малък от 32768. Така трябва да постъпвате, ако не искате системата автоматично да назначава коренов суич.
Ако искате да видите настройките на протокола STP, трябва да използвате командата show spanning-tree summary. Нека сега разгледаме всички теми, изучавани днес, с помощта на Packet Tracer. Използвам топология на мрежа с 4 суича модел 2690, което няма значение, тъй като всички модели суичове на Cisco поддържат STP. Те са свързани помежду си по такъв начин, че мрежата образува затворен кръг.
По подразбиране устройствата на Cisco работят в режим PSTV+, което означава, че за конвергенция на всеки порт ще са необходими не повече от 20 секунди. Панелът за симулация позволява да се визуализира изпращането на трафик и да се видят параметрите на работата на създадената мрежа.
Виждате какво представлява рамката STP BPDU. Ако виждате обозначение на версия 0, това означава, че пред вас е STP, тъй като за RSTP се използва версия 2. Тук е представено и стойността на Root ID, която се състои от приоритета и MAC адреса на кореновия суич, и равно на нему значение Bridge ID.
Тези стойности са равни, тъй като цената на маршрута до корневия суич за SW0 е 0, следователно той самият е коренният суич. Така след включване на суичовете благодарение на използването на STP, настъпи автоматичен избор на Root Bridge и мрежата заработи. Вие виждате, че за предотвратяване на цикъл, горният порт Fa0/2 на суича SW2 е преместен в състояние Blocking, но това е показано с оранжевия цвят на индикатора.
Нека да преминем към консолата за настройки на суича SW0 и да използваме двойка команди. Първата е командата show spanning-tree, след въвеждането на която на екрана ще ни бъде показана информация за режима PSTV+ за мрежата VLAN1. Ако използваме няколко VLAN, в долната част на прозореца ще се появи още един блок с информация за втората и следващите използвани мрежи.
Вие виждате, че протоколът STP е наличен по стандарт IEEE, което означава използване на PVSTP+. Технически, това не е стандарт .1d. Тук също е предоставена информация Root ID: приоритет 32769, MAC адрес на кореновото устройство, цена 19 и т.н. Следва информацията Bridge ID, в която се декодира стойността на приоритета 32768 +1, и следва друг MAC адрес. Както виждате, сбърках — суичът SW0 не е коренен суич, коренният суич има друг MAC адрес, посочен в параметрите Root ID. Мисля, че това е свързано с факта, че SW0 е получил фрейм BPDU с информация, че някой суич в мрежата има по-високи основания да играе роля на коренен. Сега ще го разгледаме.
(бележка на преводача: Root ID – идентификатор на коронния суич, който е един и същ за всички устройства в една и съща мрежа VLAN, работещи по протокол STP, Bridge ID – идентификатор на локалния суич в състава на Root Bridge, който може да бъде различен за различни суичове и различни VLAN).
Още едно обстоятелство, което показва, че SW0 не е коренен суич – е, че коренният суич няма Root Port, а в този случай има и Root Port, и Designated Port, които са в състояние forwarding. Вие също виждате типа съединение p2p или "точка-точка". Това означава, че портовете fa0/1 и fa0/2 са свързани директно със съседните суичове.
Ако някой порт е свързан с хъба, типът на съединението ще бъде обозначен като shared, за което ще говорим по-късно. Ако изпълня команда за преглед на обобщената информация show spanning-tree summary, ще видим, че този суич е в режим PVSTP, следва списък с недостъпните функции на порта.
По-долу е показано състоянието и броят на портовете, обслужващи VLAN1: blocking 0, listening 0, learning 0, в състояние forwarding в режим STP са 2 порта.
Преди да преминем към суича SW2, да разгледаме настройките на суича SW1. За целта използваме същата команда show spanning-tree.
Виждате, че MAC адресът на Root ID при суича SW1 е същият като при SW0, защото всички устройства в мрежата получават един и същ адрес на Root Bridge, когато се срещат, тъй като доверяват избора, направен от протокола STP. Както виждате, SW1 е кореновият суич, тъй като адресите Root ID и Bridge ID съвпадат. Освен това тук има съобщение „този суич е коренов“.
Още един признак на кореновия суич е, че той няма Root порта, и двата порта са обозначени като Designated. Ако всички порта са показани като Designated и са в състояние forwarding, пред вас е кореновият суич.
Суичът SW3 съдържа подобна информация и сега преминавам към SW2, защото един от неговите портове е в състояние Blocking. Използвам командата show spanning-tree и виждаме, че информацията Root ID и стойността на приоритета са същите, както и при другите суичове.
По-долу е посочено, че един от портовете е Alternative. Нека това не ви смущава, стандарт 802.1d го нарича Blocking Port, а в PVSTP блокираният порт винаги се обозначава като Alternative. И така, този алтернативен Fa0/2 порт е в блокирано състояние, а порт Fa0/1 функционира като Root Port.
Блокираният порт е в сегмента на мрежата между суича SW0 и суича SW2, благодарение на което не се образува цикъл. Както виждате, суичовете използват съединение тип p2p, защото към тях не са свързани други устройства.
Имаме мрежа, която се събира по протокола STP. Сега ще взема кабел и ще свържа директно суича SW2 с крайния суич SW1. След това всички портове на SW2 ще се обозначат с оранжеви маркери.
Ако използвате командата show spanning-tree summary, ще видите, че първо двата порта са в състояние Listening, след това преминават в състояние Learning и след няколко секунди в състояние Forwarding, като в същото време цветът на маркера се променя на зелен. Ако сега въведете командата show spanning-tree, можете да видите, че Fa0/1, който преди беше Root порт, сега е преминал в състояние блокировка и е наречен Alternative порт.
Порт Fa0/3, към който е свързан кабелът на коренния суич, стана Root порт, а порт Fa0/2 се превърна в назначен Designated порт. Нека отново разгледаме процеса на конвергенция. Аз ще разкачя кабела SW2-SW1 и ще се върна към предишната топология. Вие виждате, че портовете на SW2 първо се блокират и отново стават оранжеви, след което последователно преминават през състоянията Listening и Learning и достигат до състояние Forwarding. Докато един порт става зелен, а другият, свързан със суича SW0, остава оранжев. Процесът на конвергенция отне доста време, това са разходите на STP.
Сега нека разгледаме как работи RSTP. Нека започнем със суича SW2 и въведем в неговите настройки командата spanning-tree mode rapid-pvst. Тази команда има само два варианта на параметри: pvst и rapid-pvst, аз използвам втория. След въвеждане на командата, суича преминава в режим RPVST, което можете да проверите с командата show spanning-tree.
В началото виждате съобщение, че сега работи протоколът RSTP. Всичко останало остава непроменено. След това трябва да извърша същото за всички останали устройства и така настройката на RSTP е завършена. Нека разгледаме работата на този протокол, както направихме и за STP.
Отново свързвам суича SW2 директно с коренния суич SW1 – да видим колко бързо ще настъпи конвергенция. Въвеждам командата show spanning-tree summary и виждам, че два порта на суича са в състояние Blocking, 1 в състояние Forwarding.
Виждате, че конвергенцията стана почти мигновено, така че можете да прецените колко по-бърз е RSTP в сравнение със STP. След това можем да използваме командата spanning-tree portfast default, която ще преведе всички портове на суича в режим portfast по подразбиране. Това е актуално, ако повечето портове на суича са Edge портове, свързани директно с хостове. Ако имаме някой порт, който не е Edge, се настройва обратно в режим spanning-tree.
За настройка на работата с VLAN можете да използвате командата spanning-tree vlan с параметри priority (определя приоритета на суича за spanning-tree) или root (определя суича като коренов). Ние използваме командата spanning-tree vlan 1 priority, задавайки като приоритет произволно число, кратно на 4096, в диапазона от 0 до 61440. Така можем ръчно да променим приоритета на всеки VLAN.
Може да въведете командата spanning-tree vlan 1 root с параметри primary или secondary, за да настроите основен или резервен коренов порт за конкретната мрежа. Ако използвам spanning-tree vlan 1 root primary, този порт ще стане основен коренов порт за мрежата VLAN1.
Ще въведа командата show spanning-tree и ще видим, че този суич SW2 има приоритет 24577, MAC адресите на Root ID и Bridge ID съвпадат, което означава, че сега той е станал коренов суич.
Виждате колко бързо се извърши схождението и смяната на ролите на суичовете. Сега ще отменя режима на основен суич с командата no spanning-tree vlan 1 root primary, след което неговият приоритет ще се върне към предишната стойност 32769, а ролята на коренов суич отново ще премине на SW1.
Нека видим как работи portfast. Ще въведа командата int f0/1, ще вляза в настройките на този порт и ще използвам командата spanning-tree, след което системата ще предостави подсказки относно стойностите на параметрите.
След това използвам командата spanning-tree portfast, която може да се въведе с параметри disable (деактивира функцията portfast за този порт) или trunk (включва функцията portfast за този порт дори в режим trunk).
Ако въведете spanning-tree portfast, функцията просто ще се активира на този порт. За да активирате функцията BPDU Guard, трябва да използвате командата spanning-tree bpduguard enable, командата spanning-tree bpduguard disable деактивира тази функция.
Бързо ще обясня още нещо. Ако за VLAN1 интерфейсът на суича SW2 в посока SW3 бъде блокиран, то при други параметри на настройката за друга VLAN, например VLAN2, същият интерфейс може да стане коренов порт. Така в системата може да се реализира механизъм за балансиране на трафика - в един случай този сегмент на мрежата не се използва, в друг - се използва.
Ще покажа какво се случва, когато при свързване на хъба имаме shared интерфейс. Ще добавя хъба в схемата и ще го свържа с суича SW2 с два кабела.
Командата show spanning-tree ще отрази следната картина.
Fa0/5 (левият долен порт на свитча) става излишен порт, а порт Fa0/4 (дясният долен порт на свитча) става назначен designated порт. Типът на двата порта е общ, или shared. Това означава, че сегментът на интерфейсите на хъб-свитча е обща мрежа.
Благодарение на използването на RSTP получихме разделение на алтернативни и резервни портове. Ако преведем свитча SW2 в режим pvst с командата spanning-tree mode pvst, ще видим, че интерфейс Fa0/5 отново преминава в състояние Alternative, тъй като в момента няма разлика между излишен порт и алтернативен порт.
Това беше много дълъг урок, и ако нещо не сте разбрали, препоръчвам да го прегледате отново.
Благодарим, че останахте с нас. Харесвате ли нашите статии? Искате ли да виждате повече интересни материали? Подкрепете ни, като направите поръчка или ни препоръчате на познати, 30% отстъпка за потребителите на Хабра за уникален аналог на entry-level сървъри, създаден от нас за вас: (налични опции с RAID1 и RAID10, до 24 ядра и до 40GB DDR4).
Dell R730xd два пъти по-евтин? Само при нас в Нидерландия! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Четете за това
Източник: habr.com
