CCNA Exploration LAN Switching and Wireless

1. CCNA Exploration LAN Switching and Wireless Тема 5 Spanning Tree Protocol (STP) П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

2. Излишества в топологията – предимства П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

3. Излишества при йерархична архитектура П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

4. Проблеми породени от излишества • Зацикляне • Broadcast Storm • Дублиране на Unicast фреймове П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

5. Зацикляне П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

6. Broadcast Storms • Broadcast пакетите се мултиплицират във всеки суич докато не заемат целия капацитет. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

7. Дублиране на Unicast фреймове • Крайното устройство получава един фрейм 2 пъти. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

8. Дублирани пътища поради грешка • Свързване на два суича с 2 кабела. ! Понякога такова свързване се конфигурира нарочно (EtherChannel), но суичовете гледат на него като на една връзка. • Свързване на суич от Access нивото към два суича от Distribution нивото. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

9. Неправилно свързани потребителски хъбове П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

10. Spanning Tree алгоритъм (STA) П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

11. Блокиране на резервните пътища П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

12. STP обменя съобщения (BPDU) всеки 2 s • Всяко BPDU носи МАС адрес на изпращача и идентификатор на приоритета - BID (bridge ID). Колкото по-малко BID, толкова по-висок приоритет. • Избира се главен суич - root bridge (най-малко BID). • STA изчислява най-късия път до root bridge и маркира порта като root port. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

13. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

14. Състояния на портовете: • Root ports – портовете, най-близо до root bridge; • Designated ports – всички портове, които не са root, но препращат трафик; • Non-designated ports – всички портове, които са в блокирано състояние (резервен път); • Disabled Port – административно забранен. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

15. Избор на root bridge • При стартиране всеки суич счита себе си за root. Изпраща BPDU с BID за root bridge – собственото си BID. • Всеки суич сравнява получените от съседите си BID за root bridge със собствената си настройка. Ако полученото BID е по-малко, то той го записва като ID на root bridge. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

16. Избор на root bridge П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

17. Избор на най-добър път към root bridge • Отчита се тежестта на пътя (функция на капацитета на връзката) • Сумират се тежестите на всички връзки от суича до root bridge. • Избира се пътя с най-малка тежест. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

18. Тежест на пътя Тежестта се конфигурира ръчна за всеки порт. S1(config-if)#spanning-tree costvalue Пример S1(config-if)#spanning-tree cost 25 П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

19. Проверка на конфигурацията S1()# show spanning-tree S1()# show spanning-tree detail П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

20. Структура на BPDU П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

21. Структура на BID П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

22. Структура на BID • Bridge Priority • Настройва се от администратора • По-малката стойност – по-висок приоритет • Число чежду 1 и 65536 • Подразбираща се стойност за Cisco суичовете - 32768 • Extended System ID • В по-новите системи = VLAN • 12 бита =>Bridge Priority е кратно на 4096 • MAC Address • Когато приоритета е по подразбиране (равен за всички), избора на root bridge става на базата на МАС адреса. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

23. Конфигуриране на BID • Метод 1 • Главния суич се конфигурира с командата S1(config)#spanning-tree vlan vlan-id root primary Получава BID=24576(6*4096) • Резервния главен суич се конфигурира с командата S1(config)#spanning-tree vlan vlan-idroot secondary Получава BID=28672(7*4096) • Всички останали – по подразбиране default 32768 • Метод 2 • Конфигуриране на конкретна стойност за приоритета S1(config)#spanning-tree vlan vlan-idpriority value value=X*4086 (X=0÷65536). S1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 24576 П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

24. Преглед П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

25. Портове - роли П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

26. Приоритети на портове • Когато се открият 2 порта с еднаква тежест на пътя до root bridge се избира този, с по-нисък приоритет или по-малко ID. • Конфигуриране на приоритет S1(config-if)#spanning-tree port-priority value value = 0 ÷ 240 (през 16); по подразбиране = 128 • ID на порта се определя от името му Например F0/1и приоритет по подразбиране -> 128.1 F0/2и приоритет по подразбиране -> 128.2 П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

27. Проверка на роли и приоритети на портове П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

28. Състояния на портовете • Blocking – не приема данни; получава и препраща BPDU; определя root bridge (root ID) ; определя бъдещите роли на всички портове. • Listening – получава и изпраща изпраща BPDU;информира, че е готов да се включи в обмена на данни. • Learning – прослушва фреймовете с данни и си попълва МАС таблицата; не предава данни. • Forwarding – обмена фреамове с данни и BPDU. • Disabled – административно забранен. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

29. BPDU таймери • Hello time – период на изпращане на BPDU (1÷10s) по подразбиране 2s. • Forward delay – време за преминаване от Listening към Learning режим (4÷30s) по подразбиране 15s. • Maximum age – максималното време за съхранение на BPDU информацията (6÷40s) по подразбиране 20s. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

30. BPDU таймери • Switchdiameter– броя суичове през които трябва да премине фрейм, който се придвижда между 2 най-отдалечени точки в мрежата. Максимум – 7. • Convergence– времето, необходимо на суича да възстанови своите STP настройки и своята работоспособност след рестартиране. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

31. Конфигуриране на мрежов диаметър (network diameter) S1(config)#spanning-tree vlan vlan id root primary diameter value Пример S1(config)#spanning-tree vlan vlan id root primary diameter 5 П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

32. Конфигуриране на бърз порт (FastPort) • FastPort – Access порт, който се конфигурира да преминава директно в режим Forward, без да изчаква настройката на STP. • Само за портове, към които е включен сървер или 1 компютър. • Настройки: S1(config-if)#spanning-tree portfast П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

33. STP Convergence П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

34. Стъпки • Избор на root bridge • Избор на root ports • Определяне на designated и non-designated портове П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

35. Избор на root bridge - проверка П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

36. Избор на root ports П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

37. Определяне на designated и non-designated портове • Root bridge абявява всичките си портове за designated. • За всички отанали суичове: • Ако отсрещния суич има по-високо BID, то порта към него се настройва като designated, в противен случай – non-designated. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

38. Проверка на DP и Non-DP П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

39. Уведомяване за промени • Когато настъпи промяната суича, който я е открил изпраща съобщение по своя root port - topology change notification (TCN) BPDU. • Следващият по веригата суич го уведомява, че е получил съобщението (topology change acknowledgement (TCA)) и на свой ред изпраща TCN съобщение по своя root port. • Root bridge изпраща topology change (TC) съобщения да всички суичове в мрежата (broadcast). П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

40. Уведомяване за промени П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

41. STP варианти П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

42. Разработка на Cisco • Per-VLAN spanning tree protocol (PVST) • Cisco proprietary ISL trunking protocol • Всеки VLAN – отделна мрежа • За всяка мрежа – отделен STP • Load balance – няма зацикляне • Допълнителни екстри: BackboneFast, UplinkFast, and PortFast. • Per-VLAN spanning tree protocol plus (PVST+) • Като PVST, но за IEEE 802.1Q trunking. • Не се поддържа от не-cisco устройства • PortFast-> BPDU guard и root guard. • Rapid per-VLAN spanning tree protocol (rapid PVST+) • IEEE 802.1w trunking • По-бърза конвергенция • BackboneFast, UplinkFast, and PortFast. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

43. IEEE стандарти • Rapid spanning tree protocol (RSTP) • 802.1D • BackboneFast, UplinkFast и PortFast • Бърза конвергенция при промяна на топологията • Multiple STP (MSTP) • MSTP е по идея на Cisco-proprietary Multiple Instances STP (MISTP) • IEEE 802.1Q-2003 включва MSTP • MSTP множество forwarding пътища за данни с използване на load balancing. П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

44. PVST+Per-VLAN spanning tree protocol plus П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

45. PVST+ • 802.1D • За всеки VLAN – отделен STP П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

46. PVST+ Bridge ID П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

47. PVST+ Bridge ID П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

48. Подразбиращи се настройки П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

49. Конфигуриране на PVST+ • Избор на главен и резервен суич за всяка мрежа S3(config)#spanning-tree vlan 20 root primary S3(config)#spanning-tree vlan 10 root secondary S1(config)#spanning-tree vlan 10 root primary S1(config)#spanning-tree vlan 20 root secondary П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg

50. RSTP П.Радойска КЕЕ-ТУ-София otk_cisco@abv.bg