Tegyük fel, hogy az STP konvergál. Mi történik, ha egy kábelt használva közvetlenül a H switch-et az A gyökér switch-hez csatlakoztatom? A Root Bridge „látni fogja”, hogy egy új port aktiválódott, és ezen keresztül elküldi a BPDU-t.
A H switch, miután megkapta ezt a nullás költségű keretet, a új porton keresztül a route cost-t 0+19 = 19-ként határozza meg, miközben a gyökér portjának költsége 76. Ezt követően a H switch korábban letiltott portja végigjárja a transition minden fázisát, és 50 másodperc múlva átkapcsol a forwarding üzemmódba. Ha ehhez a switch-hez további eszközök csatlakoznak, azok 50 másodpercre elveszítik a kapcsolatot a gyökér switch-el és az egész hálózattal.
Hasonlóképpen jár el a G switch, miután a H switch-től BPDU keretet kap, amelyen a költség 19. Megváltoztatja a kijelölt portja költségét 19+19= 38-ra, és új gyökérportként rendeli hozzá, mert a korábbi Root Port költsége 57, ami nagyobb, mint 38. Ekkor újra kezdődnek a portok újraütemezésének fázisai 50 másodperces időtartammal, és végső soron az egész hálózat összeomlik.
Most nézzük meg, mi történik hasonló helyzetben az RSTP használatával. A gyökér switch pontosan úgy elküldi a BPDU-t a H switch-hez, de azonnal ezután letiltja a portját. A H switch megkapja a keretet, amelyből láthatja, hogy ez az útvonal kisebb költséggel rendelkezik, mint a saját gyökér portja, így azonnal letiltja azt. Ezt követően a H az új gyökér switch-nek Proposal-t küld az új port megnyitására, mert ennek a költsége kisebb, mint a már meglévő gyökér port költsége. Miután a gyökér switch elfogadja a kérését, feloldja a portját, és Agreement-et küld a H switch-nek, ami ezután az új portját a gyökér portjává teszi.
Ennek eredményeként a Proposal/Agreement mechanizmus révén a gyökér port újraütemezése gyakorlatilag azonnal megtörténik, és minden eszköz, amely a H switch-hez csatlakozik, megőrzi a hálózati kapcsolatát.
Miután új Root Port-ot rendelt a H switch, a régi gyökér portját alternatív porttá alakítja. Ugyanez fog történni a G switch-sel – a H switch-szel Proposal/Agreement üzeneteket fog cserélni, kijelöl egy új gyökér portot, és letiltja a többi portot. Ezt követően a folyamat folytatódik a hálózat következő szegmensében az F switch-el.
Az F kapcsoló, elemezve az árakat, észreveszi, hogy a root kapcsolóhoz vezető út az alsó porton 57-be kerül, míg a már meglévő út a felső porton 38, így mindent változatlanul hagy. Erről értesülve a G kapcsoló letiltja az F felé irányuló portot, és az új G-H-A úton irányítja a forgalmat a root kapcsolóhoz.
Amíg az F kapcsoló nem kap javaslatot/megállapodást a G kapcsolótól, az alsó portját le fogja zárva tartani, hogy megakadályozza a hurkok kialakulását. Így látható, hogy az RSTP egy nagyon gyors protokoll, amely nem okoz olyan problémákat a hálózatban, mint az STP.
Most térjünk rá a parancsok megvizsgálására. Be kell lépnie a kapcsoló globális konfigurációs módjába, és ki kell választania a PVST vagy RPVST módot a spanning-tree mode parancs segítségével. Ezután el kell döntenie, hogyan változtathatja meg egy adott VLAN prioritását. Ehhez a spanning-tree vlan priority parancsot használjuk. Az utolsó videós anyagból emlékeznie kell, hogy a prioritás egy szám, amely 4096-tal osztható, és alapértelmezettként ez a szám 32768 plusz a VLAN-hálózatszáma. Ha az VLAN1-et választotta, akkor az alapértelmezett prioritás 32768+1= 32769 lesz.
Miért lehet szükség a hálózatok prioritásának megváltoztatására? Tudjuk, hogy a BID numerikus prioritási értékből és a MAC-címből áll. A készülék MAC-címét nem lehet megváltoztatni, állandó értéke van, így csak a prioritás mértékét lehet módosítani.
Tegyük fel, hogy létezik egy nagy hálózat, ahol minden Cisco eszköz körkörös elrendezésben van összekötve. Ezen kívül alapértelmezés szerint a PVST aktív, így a rendszer kiválaszt egy root kapcsolót. Ha minden eszköznek azonos a prioritása, akkor az a kapcsoló kap előnyt, amelyiknek a legöregebb a MAC-címe. Azonban ez lehet egy 10-12 éves, elavult modell, amelynek még a teljesítménye is elégtelen egy ilyen nagy hálózat vezetéséhez.
Ugyanakkor lehet, hogy a hálózatában egy több ezer dolláros, legújabb kapcsoló van, amely a magasabb MAC-címe miatt kénytelen 'alárendelődni' egy régi, pár száz dolláros kapcsolónak. Ha a régi kapcsoló root kapcsolóvá válik, az súlyos hálózati tervezési hibára utal.
Ezért be kell lépnie az új kapcsoló beállításaiba, és minimalizálnia kell a prioritás értékét, például 0-ra. A VLAN1 használatakor a prioritás összesített értéke 0+1=1 lesz, és minden más eszköz folyamatosan korai kapcsolónak fogja tekinteni.
Most képzeljük el a következő helyzetet. Ha a gyökér kapcsoló valamilyen okból elérhetetlenné válik, lehet, hogy nem szeretné, hogy bármely alacsonyabb prioritású kapcsoló legyen az új gyökér kapcsoló, hanem egy specifikus kapcsoló, amely jobb hálózati funkciókkal rendelkezik. Ebben az esetben a Root Bridge beállításaiban a parancsot kell használni, amely az elsődleges és másodlagos gyökér kapcsolókat nevezi ki: spanning-tree vlan root . Az elsődleges kapcsoló prioritásának értéke 32768 – 4096 – 4096 = 24576. A másodlagos kapcsoló prioritásának értéke 32768 – 4096 = 28672.
Nem szükséges ezeket a számokat manuálisan megadnia – a rendszer automatikusan elvégzi ezt az Ön számára. Így a gyökér kapcsoló az 24576 prioritással rendelkező kapcsoló lesz, ha pedig ez nem érhető el, a 28672 prioritású kapcsoló lép életbe, figyelembe véve, hogy a többi kapcsoló alapértelmezett prioritása legalább 32768. Ezt kell tennie, ha nem akarja, hogy a rendszer automatikusan kijelöljön gyökér kapcsolót.
Ha meg szeretné nézni az STP protokoll beállításait, használja a show spanning-tree summary parancsot. Most nézzük át az összes átvizsgált témát a Packet Tracer segítségével. Én egy 4 kapcsolóból álló hálózati topológiát használok, 2690-es modell, ami nem számít, mivel a Cisco összes kapcsolómodellje támogatja az STP-t. Ezek úgy kapcsolódnak egymáshoz, hogy a hálózat zárt kört alkot.
Alapértelmezés szerint a Cisco eszközök PSTV+ üzemmódban működnek, azaz a konvergenciához minden portnak legfeljebb 20 másodpercre van szüksége. A szimulációs panel lehetőséget ad a forgalom küldésének megjelenítésére és a létrehozott hálózat működési paramétereinek megtekintésére.
Látja, mi a STP BPDU keret. Ha az 0 verziót látja, akkor STP előtt áll, mert az RSTP a 2-es verziót használja. Itt a gyökér kapcsoló prioritásából és MAC címéből álló Root ID értéke és az azt követő Bridge ID érték is látható.
Ezek az értékek megegyeznek, mivel a SW0 gyökérkapcsolóhoz vezető út költsége 0, ezért ő maga a gyökérkapcsoló. Így a kapcsolók STP használatával történő bekapcsolása után automatikusan kiválasztásra került a Root Bridge, és a hálózat működésbe lépett. Látja, hogy a hurok elkerülése érdekében a SW2 kapcsoló Fa0/2 portja Blocking állapotba került, amit a narancs színű jelzés mutat.
Lépjünk a SW0 kapcsoló beállító konzoljára, és használjunk egy pár parancsot. Az első a show spanning-tree parancs, amelynek beírása után a PSTV+ módról kapunk információt az VLAN1 hálózatra vonatkozóan. Ha több VLAN-t használunk, az ablak alján megjelenik egy új információs blokk a második, valamint a további használt hálózatok számára.
Látja, hogy az STP protokoll az IEEE szabvány része, ami a PVSTP+ használatát jelenti. Technikai szempontból ez nem .1d szabvány. Itt található a Root ID információ is: prioritás 32769, a gyökér eszköz MAC-címe, költség 19 stb. Ezután következik a Bridge ID információ, amelyben a prioritás értékének 32768 +1 dekódolása található, és egy másik MAC-cím következik. Mint láthatja, tévedtem – a SW0 nem a gyökérkapcsoló, a gyökérkapcsolónak más MAC-címe van, amely a Root ID paraméterek között található. Azt hiszem, ez azzal függ össze, hogy a SW0 BPDU keretet kapott, amely informálta arról, hogy egy kapcsoló a hálózaton nagyobb alapokkal bír a gyökér szerepének betöltésére. Most ezt megvizsgáljuk.
(fordító megjegyzése: A Root ID a gyökérkapcsoló azonosítója, amely minden VLAN azonos hálózatán ugyanaz, amely az STP protokollt használja, a Bridge ID pedig a helyi kapcsoló azonosítója, amely része a Root Bridge-nek, ami eltérő lehet a különböző kapcsolók és VLAN-ok között).
Egy másik körülmény, amely arra utal, hogy a SW0 nem gyökérkapcsoló, az az, hogy a gyökérkapcsolónak nincs Root Port-ja, de ebben az esetben van Root Port és Designated Port, amelyek forwarding állapotban vannak. Ön azt is látja, hogy a p2p, vagyis "pont-pont" típusú kapcsolat jellemző. Ez azt jelenti, hogy a fa0/1 és a fa0/2 portok közvetlenül kapcsolódnak a szomszédos kapcsolókhoz.
Ha bármelyik port csatlakozik a hubhoz, a kapcsolat típusa megosztottként lesz jelölve, ezt később megvizsgáljuk. Ha beírom a show spanning-tree summary parancsot, láthatjuk, hogy ez a switch PVSTP módban van, majd a cikk a portok elérhetetlen funkcióit sorolja fel.
A következőkben a VLAN1-hez tartozó portok állapotát és számát mutatjuk: blocking 0, listening 0, learning 0, a forwarding állapotú portok száma STP módban 2.
Mielőtt áttérnénk az SW2 switchre, nézzük meg az SW1 switch beállításait. Ehhez használjuk a show spanning-tree parancsot.
Látja, hogy az SW1 switch Root ID MAC-címe megegyezik az SW0-val, mert az összes eszköz a hálózatban azonos Root Bridge eszköz címét kapja, mivel bíznak az STP protokoll választásában. Ahogy látja, az SW1 a gyökér switch, mert a Root ID és a Bridge ID címek megegyeznek. Ezen kívül itt van egy üzenet, hogy 'ez a switch a gyökér'.
Egy másik jele a gyökér switchnek az, hogy nincsenek Root portjai, mindkét port Designated-ként van jelölve. Ha minden port Designated-ként van megjelenítve és forwarding állapotú, akkor ön előtt van a gyökér switch.
Az SW3 switch hasonló információkat tartalmaz, és most áttérek az SW2-re, mert az egyik portja Blocking állapotban van. A show spanning-tree parancsot használom, és látjuk, hogy a Root ID és a prioritás értéke megegyezik a többi switchével.
A következő információ szerint az egyik port Alternative. Ne zavarja meg ez, a 802.1d szabvány Blocking Portnak nevezi, míg a PVSTP-ben a letiltott port mindig Alternative-ként van jelölve. Tehát ez az alternatív Fa0/2 port le van tiltva, míg a Fa0/1 Root Port-ként működik.
A letiltott port a SW0 és az SW2 switch közötti hálózati szegmensen található, így nem alakul ki hurok. Ahogy látja, a switchek p2p típusú kapcsolatot használnak, mivel más eszközök nem csatlakoznak hozzájuk.
Van egy hálózatunk, amely az STP protokoll által konvergálódik. Most el fogom venni a kábelt és közvetlenül összekapcsolom az SW2 switch-et a gazda switch-el, SW1-gyel. Ezután az összes SW2 port narancssárga jelölést fog kapni.
Ha a show spanning-tree summary parancsot használjuk, láthatjuk, hogy először két port Listening állapotban van, majd Learning állapotba vált, és néhány másodperc elteltével a Forwarding állapotba lép, miközben a marker színe zöldre változik. Ha most beírjuk a show spanning-tree parancsot, láthatjuk, hogy a Fa0/1, amely korábban Root port volt, most már blokkba került, és Alternative portnak nevezik.
A Fa0/3 port, amelyhez a gyökér switch kábele csatlakozik, Root porttá vált, míg a Fa0/2 port kijelölt Designated porttá alakult. Nézzük meg még egyszer a konvergencia folyamatát. Le fogom választani a SW2-SW1 kábelt, és visszatérek az előző topológiához. Látjátok, hogy a SW2 portjai először blokkolódnak és narancssárgává válnak, majd fokozatosan átlépnek a Listening és Learning állapotokba, végül Forwarding állapotba jutnak. Közben az egyik port zölddé válik, míg a másik, amely az SW0 switchhez csatlakozik, narancssárga marad. A konvergencia folyamata meglehetősen hosszú időt vett igénybe, ilyenek a STP működésének költségei.
Most nézzük meg, hogyan működik az RSTP. Kezdjük a SW2 switchsel, és adjuk meg a spanning-tree mode rapid-pvst parancsot a beállításainál. Ennek a parancsnak mindössze két paraméterváltozata van: pvst és rapid-pvst, az utóbbit használom. A parancs beírása után a switch RPVST módba vált, ezt a show spanning-tree parancs segítségével ellenőrizhetjük.
Az elején látható egy üzenet, amely arról tájékoztat, hogy mostantól az RSTP protokoll működik. Minden más változatlan maradt. Ezután ugyanazt kell elvégeznem az összes többi eszközön, és ezzel befejeződik az RSTP beállítása. Nézzük meg ennek a protokolnak a működését, ahogy azt az STP-nél tettük.
Újra közvetlenül össze fogom kötni az SW2 switcht a gyökér SW1 switchhel – nézzük meg, milyen gyorsan zajlik le a konvergencia. Beírom a show spanning-tree summary parancsot, és látom, hogy a switch két portja Blocking állapotban van, 1 pedig Forwarding állapotban.
Látjátok, hogy a konvergencia gyakorlatilag azonnal megtörtént, így megítélhetitek, mennyivel gyorsabb az RSTP, mint az STP. Ezt követően használhatjuk a spanning-tree portfast default parancsot, amely alapértelmezés szerint minden switch portot portfast módba tevődik. Ez akkor releváns, ha a switch legtöbb portja Edge port, közvetlenül a hosztokkal van összekötve. Ha van olyan portunk, amely nem Edge, azt vissza kell állítanunk spanning-tree módra.
A VLAN működésének beállításához használhatjuk a spanning-tree vlan parancsot a priority (a switch prioritását állítja be a spanning-tree-hez) vagy a root (a switch-et gyökér switch-é alakítja) paraméterekkel. A spanning-tree vlan 1 priority parancsot használva bármely 4096-tal osztható számot beállíthatunk prioritásként a 0 és 61440 közötti tartományban. Így manuálisan megváltoztathatjuk bármely VLAN prioritását.
A spanning-tree vlan 1 root parancsot beírva a primary vagy secondary paraméterekkel beállíthatjuk az alap vagy tartalék gyökér portot egy adott hálózathoz. Ha a spanning-tree vlan 1 root primary parancsot használom, ez a port lesz a VLAN1 hálózat alap gyökér portja.
Beírom a show spanning-tree parancsot, és látni fogjuk, hogy a SW2 switch prioritása 24577, a Root ID és a Bridge ID MAC-címe megegyezik, így most ő lett a gyökér switch.
Látjátok, mennyire gyorsan történt a switch-ek szerepének megváltozása. Most visszaállítom az alap switch módot a no spanning-tree vlan 1 root primary paranccsal, majd a prioritása visszatér az előző 32769-es értékre, és a gyökér switch szerepe ismét a SW1-hez kerül.
Nézzük meg, hogyan működik a portfast. Beírom a int f0/1 parancsot, belépek ennek a portnak a beállításaiba, és használom a spanning-tree parancsot, amely után a rendszer javaslatokat ad a paraméterek értékeire.
Ezután használom a spanning-tree portfast parancsot, amelyet a disable (kikapcsolja a portfast funkciót ennél a portnál) vagy trunk (engedélyezi a portfast funkciót ennél a portnál még trunk módban is) paraméterekkel lehet beírni.
Ha beírjuk a spanning-tree portfast parancsot, a funkció egyszerűen aktiválódik ezen a porton. A BPDU Guard funkció aktiválásához a spanning-tree bpduguard enable parancsot kell használni, a spanning-tree bpduguard disable parancs letiltja ezt a funkciót.
Gyorsan elmondok még egy dolgot. Ha a VLAN1 esetében a SW2 switch interfésze a SW3 irányába blokkolva van, akkor a másik VLAN, például a VLAN2 beállításainál ugyanaz az interfész lehet gyökér port. Így a rendszerben megvalósítható a forgalom terheléselosztásának mechanizmusa – egy esetben ez a hálózati szegmens nem használható, míg a másikban használható.
Megmutatom, mi történik, amikor egy hub csatlakoztatásakor megjelenik egy shared interfész. Hozzáadok egy hubot a sémához, és összekapcsolom a SW2 switch-sel két kábellel.
A show spanning-tree parancs a következő képet fogja tükrözni.
A Fa0/5 (bal alsó kapcsolóport) backup porttá válik, míg a Fa0/4 (jobb alsó kapcsolóport) a kijelölt designated porttá válik. Mindkét port típusa közös, vagyis shared. Ez azt jelenti, hogy a hub kapcsoló interfészei egy közös hálózatot alkotnak.
Az RSTP használatának köszönhetően alternatív és tartalék portokra oszlottunk. Ha a SV2-t átvisszük pvst módba a spanning-tree mode pvst parancs kiadásával, akkor látni fogjuk, hogy a Fa0/5 interfész ismét Alternatív állapotba került, mert most nincs különbség a backup port és az alternative port között.
Ez egy nagyon hosszú óra volt, és ha valamit nem értettél, javaslom, nézd meg újra.
Köszönjük, hogy velünk maradnak. Tetszenek Önöknek a cikkeink? Szeretnének több érdekes anyagot látni? Támogassanak minket rendelés leadásával vagy ismerősöknek való ajánlással. 30% kedvezmény a Habr felhasználóinak az egyedülálló entry-level szervereinkre, amelyet Önöknek találtunk ki: (elérhetők RAID1 és RAID10 opciók, akár 24 magig és 40GB DDR4-ig).
Dell R730xd két alkalommal olcsóbban? Csak nálunk Hollandiában! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2GHz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — 99 dollártól! Olvasd el ezt
Forrás: habr.com
