CCNA 3 v3.1 Module 7 Spanning Tree Protocol

1. CCNA 3 v3.1 Module 7 SpanningTree Protocol

2. Objectives Redundant Topologies Spanning-Tree Protocol

3. Redundancy= nadbytečnost Redundant networking topologies ensure that networks continue to function in the presence of single points of failure. Redundantní topologie zajišťují, že sítě pracují, i když na některém místě dojde k poruše.

4. Redundant Topologies • A goal:To eliminate network outages caused by a single point of failure. • All networks need redundancy for enhanced reliability. Cíl: Vyloučit výpadky sítě způsobené jednotlivou poruchou. Všechny sítě potřebují nadbytečnost, mají-li mít zvýšenou spolehlivost.

5. Simple Redundant Switched Topology Ze segmentu 1 do segmentu 2 existují dvě možné cesty. Při poruše jedné může být použita druhá, ale může dojít k nekonečnému kolování rámců, viz další snímek.

6. Broadcast Storm– problém č. 1 Switch A neví, co s tím, tak to rozešle jako broadcast. Switch B neví, co s tím, tak to rozešle jako broadcast (také zpátky na A), A zase neví, co s tím, a už to jede.

7. Multiple Frame Transmissions – problém č. 2 Jeden frame se může do cíle dostat dvěma cestami: horní a dolní.

8. Media Access Control Database Instability– problém č. 3 Server X něco pošle. Switch A a B se naučí, že Server X je na portu 0 (což je správně). Pak to ale dostanou ještě jednou přes redundantní cestu, a naučí se, že Server X je na portu 1 (což je špatně). It is possible for switches to learn the wrong information. A switch can learn that a MAC address is on a port when it is not.

9. Using Bridging Loops for Redundancy Redundantní cesty jsou potřebné pro zvýšení spolehlivosti. Přinášejí ale problémy č. 1-3, viz předchozí snímky. Proto fyzické redundantní cesty necháme, ale některé z nich logicky blokujeme, a tím vznikne „loop free logical topology“ = logická topologie bez smyček. Blokované cesty přijdou ke slovu, až když dojde k poruše.

10. Spanning-Tree Protocol= protokol s překlenovací stromovou strukturou Redundantní cesty vytvářejí fyzickou smyčku, ... ... ale jedna z nich je logicky blokovaná, aby se smyčka odstranila.

11. Spanning Tree Link Costs Cesty, které se budou nebo nebudou blokovat, jsou vybírány na základě „ceny linky“. Ta je přidělována podle rychlosti linky. Stará norma už by nebyla použitelná pro rychlosti nad 10 Gbps. Nová ale taky moc velkou rezervu nemá.

12. A SpanningTree Stále se tady bude používat pojem „Bridge“, ale myslí se tím přepínač. Proto to budeme překládat „Přepínač“.

13. Spanning-Tree Operation • One root bridge per network. • One root port per nonroot bridge. • One designated port per segment. • Nondesignated ports are unused.

14. Spanning-Tree Operation • Jeden kořenový přepínač na síť. • Jeden kořenový port na každý nekořenový přepínač. • Jeden vyhrazený port na segment. • Nevyhrazené porty se nepoužívají.

15. Bridge Protocol Data Unit Přepínače se domlouvají pomocí BPDU, které si rozesílají každé dvě minuty. Bridge protocol data unit (BPDU) Identifikační číslo (Bridge ID) kořenového přepínače Jak je daleko – jaká je cena cesty k němu? Identifikační číslo (Bridge ID) odesílajícího přepínače Číslo portu, ze kterého odesílající přepínač poslal tento BPDU

16. Bridge IDs BID se skládá z priority, kterou správce může změnit, a adresy MAC. BID (= Bridge ID) jednoznačně označuje každý přepínač. BID se užívá k určování ústředního bodu sítě, zvaného kořenový přepínač. K tomu se používá STP = Spanning-Tree Protocol.

17. Bridge Protocol Data Unit Když se tento přepínač s touto MAC adresou poprvé zapojí do sítě, začne ostatním rozesílat BPDU. Do nich nafoukaně a sebevědomě do rubriky Root BID vyplní svoje BID. Pokud jeho BID je v síti nejnižší, povedlo se mu to, zůstane RootBridge. Pokud se ale v síti vyskytuje nižší BID, má smůlu. Ostatní přepínače ve svých BPDU budou v rubrice RootBID nahrazovat jeho BID tím, které jim je známo jako nižší. Po nějaké době se v síti rozšíří správná informace a všechny přepínače vezmou na vědomí, že kořenovým přepínačem je ten, který má nejnižší BID.

18. Spanning-Tree Port States Ve stavu „Blocking“ je port po zapnutí přepínače, nebo poté, co byl port zakázán a pak povolen administrátorem, nebo poté, co byl odpojen a zase připojen, nebo poté, co ve stavu „Listening“ zjistil, že jeho cesta ke kořenovému přepínači není nejlepší. Ve stavu „Blocking“ čeká 20s a nedělá vůbec nic. Posloucháním zjistil, že jeho cesta není nejlepší, a vrací se zpátky do stavu „Blocking“. Poslouchá provoz, přijímá BPDU a zjišťuje, jestli může nabídnout lepší cestu ke kořenovému přepínači, nežli je ta doposud používaná. MAC adresy, které vidí lítat kolem sebe, se neučí, protože ještě neví, jestli se nebude vracet do stavu „Blocking“.

19. Spanning-Tree Port States Zpracovává BPDU. Už se učí adresy MAC, které odchytává z provozu kolem sebe. Ví, že je bude potřebovat, protože už se nebude vracet do „Listening“ ani „Blocking“. Do15sekund totiž určitě postoupí do „Forwarding“. Posloucháním zjistil, že jeho cesta už není nejlepší, a vrací se zpátky do stavu „Blocking“. Normálně funguje: Učí se MAC adresy, posílá rámce. Při tom poslouchá provoz, zpracovává BPDU a zjišťuje, jestli jeho cesta ke kořenovému přepínači nebyla překonána nějakou lepší.

20. Spanning-Tree Recalculation Root Bridge má nejnižší BID. Všechny jeho porty jsou „forwarding“. A switched internetwork has converged when all the switch and bridge ports are in either the forwarding or blocked state. Přepínaná síť je v konvergovaném stavu, když všechny porty jsou buď ve stavu „forwarding“(= přeposílající) nebo „blocked“ (= blokovaný).

21. Rapid Spanning-Tree Protocol Zprůhledňuje stavy a role portů Definuje skupinu typů portů, které mohou přecházet do „forwarding“ stavu rychle Dovoluje přepínačům, aby v konvergovaném stavu samy generovaly BPDU, místo aby jen předávaly BPDU od kořenového přepínače. RSTP: Clarifies port states and roles Defines a set of link types that can go to forwarding state rapidly Allows switches, in a converged network, to generate their own BPDUs rather than relaying root bridge BPDUs

22. Rapid Spanning-Tree Port Designations Link-type: Na obou koncích má přepínač. pt-pt (= point-to-point): Spoj mezi dvěma body Shared (= sdílený): Může tam dojít ke kolizím, např. kvůli hubu. Edge (= hrana) type: Na jednom konci není přepínač, přepínaná síť tam končí.

23. Summary