Sieci komputerowe Mechanizm drzewa opinającego STP (Spanning Tree Protocol) Krzysztof Nowicki know@eti.pg.gda.pl Katedra Teleinformatyki Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej Łączenie sieci 1
Podstawowe funkcje mostów przeźroczystych Most przeźroczysty prosty Most przeźroczysty uczący się stacja A stacja B stacja C stacja A stacja B stacja C stacja D most A do B most B do A Port 1 A, B Port 2 C,D Rys. Ruch lokalny między stacjami A i B przenoszony do drugiego segmentu sieci przez most transparentny prosty. Rys. Most znający położenie stacji w sieci. Łączenie sieci 2
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Sieć X Stacja A Most 1 Most 2 Most 3 Stacja B Sieć Y Rys.. Ilustracja problemu pętli w sieciach połączonych mostami Łączenie sieci 3
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek -Sztorm ramek rozgłoszeniowych (Broadcast) -Multiplikacja ramek -Niestabilnosc przekazywania ramek Łączenie sieci 4
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Sztorm ramek broadcastowych Łączenie sieci 5
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Sztorm ramek broadcastowych Łączenie sieci 6
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Sztorm ramek broadcastowych Łączenie sieci 7
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Sztorm ramek broadcastowych Łączenie sieci 8
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Sztorm ramek broadcastowych Łączenie sieci 9
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Multiplikacja ramek Łączenie sieci 10
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Multiplikacja ramek Łączenie sieci 11
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Multiplikacja ramek Łączenie sieci 12
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Multiplikacja ramek Łączenie sieci 13
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Multiplikacja ramek Łączenie sieci 14
Niebezpieczeństwo powstania sztormów, multiplikacji, pętli ramek Sieć X Stacja A Most 1 Most 2 Most 3 Stacja B Sieć Y Rys.. Ilustracja problemu pętli w sieciach połączonych mostami Łączenie sieci 15
Mechanizm drzewa opinającego Recepta na pętlenie się ramek -dla całych sieci - IEEE802.1d IEEE 802.3w (2001r.) - dla sieci VLAN IEEE 802.1Q/802.1s (2001r.) Common/Multiple Spanning Tree Struktura przykładowej sieci po implementacji (R/M)STP i LA Łączenie sieci 16
Algorytm drzewa opinającego (R/MSTP) Niebezpieczeństwo powstania pętli ramek Łączenie sieci 17
Algorytm drzewa opinającego (R/MSTP) Łączenie sieci 18
Algorytm drzewa opinającego (R/MSTP) IEEE 802.3w Rapid Spanning Tree (RSTP) zawiera w stosunku do STP: szybszy sposób rozsyłania (rozszerzonych) ramek BPDU, nowe stany i role portów. IEEE 802.1s - Multiple Spanning Tree (MSTP) - suplement do 802.1Q, pozwalający na tworzenie drzewa oddzielnie dla każdego VLANa. Łączenie sieci 19
Most z algorytmem drzewa opinającego Zadanie STP / RSTP BR1 BR2 BR3 BR4 BR5 BR9 BR6 IEEE 802.3w Rapid Spanning Tree (RSTP) zawiera w stosunku do STP: szybszy sposób rozsyłania (rozszerzonych) ramek BPDU, nowe stany i role portów. IEEE 802.1s - Multiple Spanning Tree (MSTP) - suplement do 802.1Q, pozwalający na tworzenie drzewa oddzielnie dla każdego VLANa. BR7 BR8 BR10 Łączenie sieci 20
Most z algorytmem drzewa opinającego Zadanie STP / RSTP BR1 BR2 BR3 BR4 BR5 BR9 BR6 ROOT IEEE 802.3w Rapid Spanning Tree (RSTP) zawiera w stosunku do STP: szybszy sposób rozsyłania (rozszerzonych) ramek BPDU, nowe stany i role portów. IEEE 802.1s - Multiple Spanning Tree (MSTP) - suplement do 802.1Q, pozwalający na tworzenie drzewa oddzielnie dla każdego VLANa. BR7 BR10 Łączenie sieci 21
Most z algorytmem drzewa opinającego 15.5.63 port 1 Most port 5 port 2 port 3 port 4 20.0.20 15.5.23 15.4.26 15.4.36 15.10.34 Zawartość BPDU = ID korzenia.koszt.nadawca Rys Wybór portów przez most Łączenie sieci 22
Nowe algorytmy drzewa opinającego Cel skrócenie czasu rekonfiguracji IEEE 802.3w Rapid Spanning Tree -suplement określający standardową metodę szybkiej rekonfiguracji drzewa opinającego,zawiera w stosunku do STP: nowy, szybszy sposób rozsyłania (rozszerzonych) ramek BPDU, nowe stany i role portów. Multiple Spanning Tree 802.1s - suplement do 802.1Q, pozwalający na tworzenie drzewa oddzielnie dla każdego VLANa. Cisco PVST, PVST+ - własne rozszerzenia CISCO, zoptymalizowane pod kątem użycia w sieciach VLAN (drzewo opinające jest tworzone oddzielnie dla każdej VLAN, co powoduje, że łącze zblokowane dla jednej z sieci wirtualnych, jest używane przed inne. Wadą tej metody jest wzrost przesyłanych informacji BPDU (proporcjonalny do ilości sieci VLAN) i spowolnienie całego procesu tworzenia drzew. Łączenie sieci 23
Kryteria wyboru przełączników Możliwość budowania wysokoprzepustowych połączeń między przełącznikami - wielokrotne łącza przełącznik- przełącznik 1. Rozwiązania firmowe EtherChannel, Fast EtherChannel, Gig protokoły Cisco protocol (dla routerów właściwości przełączników) licencjonowane także przez Adaptec, Intel, Compaq, Sun, HP, ZNYX, Phobos, Auspex (wszyskie NIC) MultiLinkTrunking (MLT) protokół Nortel (dla przełączników) Virtual Link Trunking (VLT) protokół 3Com (dla przełaczników) Łączenie sieci 24
Kryteria wyboru przełączników Możliwość budowania wysokoprzepustowych połączeń między przełącznikami - wielokrotne łącza przełącznik- przełącznik 2. Rozwiazanie standardowe (agregacja łączy IEEE 802.3ad (marzec 2000 - zakończenie prac nad standardem 802.3ad) pełen dupleks po 100(0) Mb/s w każdym kierunku opcja automatycznego przełączania ruchu na łącze zapasowe w momencie awarii łącza podstawowego mechanizm load balancing równomiernego rozkładania obciążenia na poszczególne łacza Łączenie sieci 25
IEEE 802.3ad Zasady przekazywania ramek Łączenie sieci 26