Протокол STP (Spanning Tree Protocol) - це протокол другого рівня, що виконується на мостах і комутаторах. Специфікація для STP називається IEEE 802.1D. Основна мета STP - запобігання створенню петель при наявності в мережі надлишкових шляхів. Петлі призводять до серйозних збоїв в мережі.
Для цього документа відсутні особливі вимоги.
Незважаючи на те, що цей документ використовує Cisco Catalyst 5500/5000 Комутатори, принципи сполучного дерева, що подарунки документа застосовні до майже всіх пристроїв той STP підтримки.
У представлених прикладах використовуються такі пристрої:
Шість комутаторів Catalyst 5509
Відомості, представлені в цьому документі, були отримані від пристроїв, що працюють в спеціальній лабораторній середовищі. Всі пристрої, описані в цьому документі, були запущені з чистою (стандартної) конфігурацією. У робочій мережі необхідно вивчити потенційний вплив всіх команд до їх використання.
Конфігурації в цьому документі застосовуються до Catalyst 2926G, 2948G, 2980G, 4500/4000, 5500/5000, і Комутатори 6500/6000, які виконують операційну систему Catalyst (CatOS). Інформація про налаштування STP на інших платформах комутаторів представлена в наступних документах:
STP Налаштування і MST IEEE 802.1S (Комутатори Catalyst 6500/6000, які виконують програмне забезпечення Cisco IOS),
Розуміння і STP Налаштування (Комутатори Catalyst 4500/4000, які виконують програмне забезпечення Cisco IOS),
Розділ STP Налаштування Налаштування Система (Комутатори Catalyst 2900XL)
STP Налаштування (комутатори Catalyst 3550)
STP Налаштування (комутатор Catalyst 2950)
У цьому документі використовується наступна схема мережі:
STP виконується на мостах і комутаторах, сумісних з 802.1D. Існують різні різновиди STP, але найбільш популярним і широко впроваджуються стандартом є 802.1D. Впровадження протоколу STP на мостах і комутаторах призначене для запобігання утворенню петель в мережі. STP потрібно використовувати в тих випадках, коли потрібні надмірні канали зв'язку, а не петлі. У разі відмови в мережі надлишкові канали так само важливі, як і резервні копії. Збій в роботі активного модуля активує резервні канали з тим, щоб користувач міг продовжувати використання мережі. У разі відсутності STP на мостах і комутаторах ця ситуація може призвести до утворення петлі. Якщо два пов'язаних комутатора виконують інші різновиди STP, вони вимагають, щоб сходилися інші терміни. Коли інші різновиди використовуються в комутаторах, це створює проблеми синхронізації між Блокуванням і стан пересилання. Тому рекомендується використовувати ті ж різновиди STP. Розглянемо наступну мережу:
Але при виконанні STP на обох комутаторах мережу логічно виглядає наступним чином:
Комутатор 15 є комутатором опорної мережі.
Перемикається 12, 13, 14, 16, і 17 комутатори, які підключають до робочих станцій і PC.
Мережа визначає ці VLAN:
Доменним ім'ям транкінгового протоколу VLAN (VTP) є Doc STD.
Для забезпечення необхідної надмірності шляхів, а також з метою уникнення можливих петлі STP визначає дерево, розгортає все комутатори в розширеній мережі. STP вводить деякі надлишкові шляху даних в стан очікування (заблоковані), а інші шляхи залишає в стані пересилання. Якщо в стані пересилання канал стає недоступним, STP переналаштовує мережу і перенаправляє потоки даних, використовуючи для цього відповідний резервний шлях.
Використання протоколу STP передбачає для всіх комутаторів в мережі вибір кореневого моста, який стає центральним вузлом в мережі. Всі інші рішення, що стосуються даної мережі, в тому числі який порт заблокувати і для якого порту використовувати режим пересилання, приймаються відповідно до настанов кореневого моста. Середа комутації, яка відрізняється від середовища мостового з'єднання, зазвичай використовується з декількома VLAN. Зазвичай, при впровадженні кореневого моста в коммутируемую мережу кореневої міст вважається кореневим комутатором. У кожної VLAN, оскільки вони є окремими доменами широкомовної розсилки, повинен бути свій кореневої міст. Маршрут для різних VLAN може перебувати в одному комутаторі або в декількох комутаторах.
Примітка: Дуже важливий вибір кореневого комутатора для конкретної VLAN. Користувач може сам вибрати кореневої комутатор або дозволити вирішувати комутаторів, який з них більш вразливий. Якщо процес вибору кореневого комутатора не контролюється, в мережі можуть виникнути Квазіоптимальний шляху.
Всі комутатори обмінюються інформацією для використання при виборі кореневого комутатора, а також для подальшої настройки мережі. Цю інформацію переносять блоки даних протоколу моста (BPDU). Кожен комутатор порівнює параметри в BPDU, які комутатор відправляє сусіднього пристрою, з параметрами, які комутатор отримує від цього пристрою.
Див. Налаштування Додаткові Функції STP для отримання додаткової інформації про деякі додаткові функції STP, таких як:
Захист кореня дерева STP
Перед налаштуванням STP виберіть комутатор, щоб бути root сполучного дерева. Потрібно вибрати самий централізований комутатор в мережі, який не обов'язково повинен бути найпотужнішим. Всі потоки даних в мережі обробляються з позиції даного комутатора. Крім того, виберіть найменш завантажений комутатор в мережі. Магістральні комутатори часто виступають в якості кореневого вузла сполучного дерева, оскільки ці комутатори зазвичай не підключені до кінцевих станцій. Також на них менше впливають переміщення і зміни в мережі.
Після того як буде обраний кореневої комутатор, задайте відповідні змінні для призначення цього комутатора кореневих. Єдина змінна, яку необхідно поставити - це bridge priority. Якщо змінна пріоритету моста комутатора менше, ніж у всіх інших комутаторів, інші комутатори автоматично вибирають цей комутатор в якості кореневого.
Клієнти (кінцеві станції) на порт комутатора
Для більшості інших змінних STP слід залишити їх значення за замовчуванням.
Цей розділ перераховує правила для того, як працює STP. При першому підключенні комутаторів вони запускають процес вибору кореневого комутатора. Кожен комутатор передає BPDU на комутатор, підключений безпосередньо, для кожної VLAN.
При проходженні BPDU через мережу кожен комутатор порівнює відправлений ним блок даних BPDU з BPDU, отриманими від сусідів. Потім комутатори узгоджують між собою, який комутатор повинен стати кореневим. В процесі вибору перемагає комутатор з найменшим ідентифікатором моста в мережі.
Примітка: Пам'ятайте, що один кореневий комутатор визначено для кожної VLAN. Після завершення процесу ідентифікації кореневого комутатора, комутатори дотримуються наступних правил:
Правило STP 1 Всі порти кореневого комутатора повинні знаходитися в режимі пересилання.
Примітка: У деяких граничних умовах, які включають порти з зацикленням, існує виняток з цього правила.
Потім кожен комутатор визначає кращий шлях до кореневого вузла. Це відбувається шляхом порівняння інформації в усіх BPDU, які комутатори отримали на всіх портах. Комутатор використовує порт з найменшою кількістю інформації в BPDU як шлях до кореневого комутатора; порт з найменшою кількістю інформації в BPDU є кореневим портом. Після виявлення кореневого порту комутатор переходить до правила 2.
Правило STP 2-Кореневий порт повинен знаходитися в режимі пересилання.
Крім того, комутатори в кожному сегменті ЛВС спільно визначають, який комутатор найкраще використовувати, щоб перемістити дані з цього сегмента в кореневій міст. Цей комутатор називається виділеним комутатором.
Правило stp 3 - В сегменті одиночній LAN, порту призначеного комутатора, який з'єднується з тим сегментом LAN, має бути розміщено в режим пересилання.
Правило stp 4 - Всі інші порти у всіх (специфічних для VLAN) комутаторах має бути розміщено в режим блокування. Це правило відноситься тільки до тих портів, які підключені до інших мостах або комутаторів. STP не використовується в портах, які підключені до робочих станцій або ПК. Ці порти залишаються в стані пересилання.
Примітка: Додавання або видалення VLAN, коли виконання STP в сполучному дереві для кожної VLAN (PVST / PVST +) режим ініціює перерахунок сполучного дерева для того примірника VLAN і трафіку, зруйновані тільки для тієї VLAN. Інші сегменти VLAN на магістральному каналі можуть пересилати трафік в звичайному режимі. Додавання або видалення віртуальних локальних мереж в режимі множинних зв'язуючих дерев (MST) викликає перерахунок сполучного дерева для цієї VLAN, і трафік порушується тільки для цього сегмента MST.
Примітка: За замовчуванням сполучна дерево працює на кожному порту. Відключення функції сполучної дерева неможливо в комутаторах на підставі окремих портів. Можливе відключення STP для кожної VLAN або глобально для всього комутатора, хоча це не рекомендується. Відключення функції сполучної дерева вимагає великої обережності, оскільки це призводить до появи в мережі петель рівня 2.
Виконайте наступні дії:
Примітка: Всі комутатори виконують ту ж версію програмного забезпечення.
У цьому сценарії комутатор 15 - оптимальний вибір для кореневого комутатора мережі для всіх VLAN, оскільки цей комутатор є магістральним.
Щоб встановити пріоритет комутатора рівним 8192 для віртуальної мережі або мереж, які вказують vlan_id, виконайте команду set spantree root vlan_id.
Примітка: Пріоритет за замовчуванням для комутаторів дорівнює 32768. При установці пріоритету з цією командою ви викликаєте вибір комутаторів 15 як кореневої комутатор, тому що Комутатор 15 має найнижчий пріоритет.
Більш короткий варіант цієї команди призводить до тих самих результатів, як показано на прикладі далі:
Примітка: У цьому сценарії все комутатори запустилися з очищених конфігурацій. Отже, все комутатори починають працювати з пріоритетом моста рівним 32768. Якщо ви не впевнені в тому, що всі комутатори в мережі мають пріоритет великим 8192, встановіть пріоритет необхідного кореневого моста рівним 1.
Для того, щоб налаштувати параметр PortFast на комутаторах 12, 13, 14, 16 і 17, виконайте команду set spantree portfast mod_num / port_num.
Примітка: Тільки налаштуйте цю установку на портах, які з'єднуються з робочими станціями або PC. Не вмикайте PortFast ні на якому порту, який з'єднується з іншим комутатором.
У цьому прикладі показана настройка комутатора 12. Інші комутатори можна налаштувати таким же чином. Комутатор 12 підтримує наступні підключення портів:
Порт 2/1 приєднаний до комутатора-13.
Порт 2/2 підключений до Комутатор-15.
Порт 2/3 підключається до комутатора 16.
Порти 3/1 через 3/24 з'єднуються з PC.
Порти 4/1 через 4/24 з'єднуються з робочими станціями UNIX.
Використовуючи цю інформацію в якості стартової, виконайте команду set spantree portfast на портах 3/1 - 3/24 і на портах 4/1 - 4/24:
Щоб переконатися, що комутатор 15 є кореневим комутатором на відповідних VLAN, виконайте команду show spantree vlan_id.
У цих вихідних даних від комутатора 12 комутатор розпізнає Комутатор 15 як Виділений кореневої каталог для VLAN 1:
Примітка: Вихідні дані команди vlan_id show spantree для інших комутаторів і VLAN можуть також вказати, що Комутатор 15 є виділеним кореневим каталогом для всіх VLAN.
У цьому розділі описано для перевірки роботи поточної конфігурації.
vlan_id show spantree - Показує поточний стан сполучного дерева для цього ідентифікатора VLAN, з точки зору комутатора, на якому ви виконуєте команду.
show spantree summary Надає зведення підключених мережею VLAN портів сполучного дерева.
У цьому розділі описується процес усунення неполадок конфігурації.
Якщо швидкість / дуплекс порту змінюється, сполучна дерево автоматично перераховує вартість шляху. Зміни в вартості шляху можуть привести до змін в топології сполучного дерева.
Додаткова інформація про обчислення вартості порту представлена в розділі "Підрахунок і привласнення вартості порту" документа "Налаштування сполучного дерева".
vlan_id show spantree - Показує поточний стан сполучного дерева для цього ідентифікатора VLAN, з точки зору комутатора, на якому ви виконуєте команду.
show spantree summary Надає зведення підключених мережею VLAN портів сполучного дерева.
show spantree statistics Показує статистичні відомості про сполучному дереві.
show spantree backbonefast - Показує, чи включена функція сполучного дерева Backbone Fast Convergence.
show spantree portstate - Визначає поточний стан сполучного дерева Порта Token Ring в сполучному дереві.
show spantree portvlancost - Показує вартість шляху для мереж VLAN на порте.