Семинар № 4 STP&RSTP v1.4

Семинар № 4

STP & RSTPили сказ о том,

что мы когда-то знали,но успешно позабыли

Никитин Станислав

Test yourself

ВРЕМЯ:

Test yourself

•1. E•2. A, D•3. E•4. D•5. B

•6. D•7. C

STP• История• Основные операции• BPDU• Механизмы выборов Root’a, RP, DP• Изменения в топологиях• Опциональные настройки STP

История

Digital Equipment Corporation(DEC)

История1982й -- Ethernet version II

DIX ?!

ИсторияLeonard Bosack

1973 по 1979 работает в DEC1979 начинает преподавать в Стэндфордском университете1984 вместе с женой откроет компанию

ИсторияRadia Perelman

1976 получает магистерскую степень в MIT1980 начинает работать в DEC1985 публикация алгоритма STP1988 защитит докторскую степень по компьютерным технологиям в MIT

ИсторияI think that I shall never seeA graph as lovely as a tree.

A tree which must be sure to span.So packets can reach every LAN.

First the root must be selected.By ID, it is elected.

Least cost paths from Root are traced.In the tree these paths are placed.

A mesh is made by folks like me.Then bridges find a spanning tree.

Иван

SW 1 SW 2

Ира

Вася

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Fa 1/0/11Fa 1/0/10

Fa 1/0/12

Иван

SW 1 SW 2

Ира

Вася

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Fa 1/0/11Fa 1/0/10

Fa 1/0/12

0200.1111.1111

Проблема?

Mac Address

0200.1111.1111

Fa 1/0/12

Switch 3 CAMMac Address

0200.1111.1111

Fa 1/0/12

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Switch 3 CAM

Проблема!

Широковещательный шторм

Нестабильность таблицы коммутации

Передача нескольких копий кадров

Spanning Tree

Иван

SW 1 SW 2

Ира

Вася

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Fa 1/0/11Fa 1/0/10

Fa 1/0/12

0200.1111.1111

Основные операции STP

Выбирается корневой коммутатор (Root bridge).

Выбирается корневой порт (Root port) на каждом не корневом коммутаторе (Non-root bridge).

На некорневых коммутаторах выбираются назначенные порты (Designated ports) для каждого домена коллизий.

Все остальные порты блокируются

Bridge Protocol Data UnitConfiguration BPDU:

Отправляются c destination mac-address: 01-80-C2-00-00-00

ProtocolIdentifier Root ID Root Path

Cost Bridge ID Port ID MsgAge

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

Protocol Identifier: 0x0000Version: 0x00Message Type: 0x00

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

Flags0 0 0 0 0 0 0 0

Topology change

Topology change Acknowledgment

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

Default Bridge Priority = 32768

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

MAC-addressBridge Priority

16 bits 48 bits

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

Port numberPort Priority

4 bits 12 bits

Max Age: 20 секундHello Time: 2 секундыForward Delay: 15 секунд

Max Age – Msg Age = время хранения информации из BPDU коммутатором

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

Bridge Protocol Data UnitTopology Change Notification BPDU:

ProtocolIdentifier

Состояния портов в STPСостояние Описание

Blocking Блокированный порт не передает данные, но слушает BPDU. Предназначен для предотвращения петель.

Listening Порт слушает и начинает сам отправлять BPDU, пакеты с данными не отправляет.

Learning Порт слушает и отправляет BPDU, вносит изменения в CAM-таблицу, но данные не перенаправляет.

Forwarding Порт посылает и передает трафик. Принимает BPDU. Disabled Порт административно отключен.

Состояния портовBlocking

(Потеря получения BPDU в течении Max Age – Msg Age)

Listening(Forwarding delay = 15 секунд)

Learning (Forwarding delay = 15 секунд)

Forwarding

Blocking(Переходит в Listening после того,

как коммутатор решает что это Root или Designated порт)

Поднялся «линк»

Состояние портовАлгоритм IEEE-802.1D-1998

(1). Port enabled, by management or initialization

(2). Port disabled, by management or failure

(3). Algorithm selected as Designated or Root port

(4). Algorithm selected as Alternate port

(5). Protocol timer expire (Forwarding timer)

Выборы Root-коммутатора

Основываются на выборе наименьшего Bridge ID коммутатораSW 3

SW 1 SW 2

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1A

BPDUBPDUBP

Default Bridge Priority = 32768

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

16 bits 48 bits

Основываются на выборе наименьшего Bridge ID коммутатораSW 3

SW 1 SW 2

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1A

I m a ROOT!

Выборы Root-портов

802.1D-1998Cost Port Speed

100 10 Mbit/s

19 100 Mbit/s

4 1 Gbit/s

2 10 Gbit/s

Основываются на выборе наименьшей стоимости «маршрута» до Root’a

Из каждого сегмента сети должен существовать только один путь по направлению к Root-коммутатору.

Основываются на выборе наименьшей стоимости «маршрута» до Root’a

Из каждого сегмента сети должен существовать только один путь по направлению к Root-коммутатору.

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1A

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Fa 1/0/1

Выборы Root-порта

505Root ID

0Root Path Cost

505Bridge ID

001 30001LAN A

LAN C LAN D

Port 3

Port 1

Cost19

Port 4

Port 2

030 28001

030 5001666 112001 8

Выборы Root-порта

001Root ID

12Root Path Cost

505Bridge ID

001 30001LAN A

LAN C LAN D

Port 3

Port 1

Cost19

Port 4

Root portPort 2

030 28001

330 5001666 112001 12 030 5001 8

Наименьшая стоимость маршрута до Root

Наименьший Bridge ID отправителя

Наименьший приоритет порта отправителя

Наименьший порт ID отправителя

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1AGi 1/0/27

Cost 4

Gi 1/0/28Cost 19

Gi 1/0/27 Cost 8

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Fa 1/0/1

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

Выборы Designated-портовROOT

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1AGi 1/0/27

Cost 4

Gi 1/0/28Cost 19

Gi 1/0/27 Cost 8

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Fa 1/0/1

Из каждого домена коллизий в сети должен существовать только один Designated порт

Порт, имеющий наименьшую суммарную стоимость маршрута до Root

Выборы Designated-порта

001Root ID

12Root Path Cost

505Bridge ID

001 30001LAN A

LAN C LAN D

Port 3

Port 1

Cost19

Port 4

Root portPort 2

030 28001

330 5001666 112001 12 030 5001 8

001Root ID

12Root Path Cost

505Bridge ID

LAN C LAN D

Port 3

Port 1

Cost19

Port 4

Root portPort 2

030 28001

330 5001666 112001 12 030 5001 8

001 30001

505 312001

505 112001

505 412001

001Root ID

12Root Path Cost

505Bridge ID

001 30001LAN A

LAN C LAN D

Designated port

Blocked port

Port 3

Port 1

Cost19

Blocked portPort 4

Root portPort 2

030 28001

330 5001 12 030 5001 8505 312001

Выборы Designated-портовROOT

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1AGi 1/0/27

Cost 4

Gi 1/0/28Cost 19

Gi 1/0/27 Cost 8

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Fa 1/0/1

После построения дерева

Описание порта Состояние порта

Все порты Root коммутатора Forwarding

Каждый root-порт на не корневом коммутаторе Forwarding

Каждый designated-порт Forwarding

Все другие порты Blocking

Топология

32768..0B11.55CE

SW 6 100 Mbit/s

1000 Mbit/s

F dp F dp

F dpF dp

32768..0111.7789

32768..0111.CBCC

32768..0111.4478

32768..0111.AACB

Топология

32768..0B11.55CE

SW 6 100 Mbit/s

1000 Mbit/s

F dp F dp

F dpF dp

32768..0111.7789

32768..0111.CBCC

32768..0111.4478

32768..0111.AACB

F rp F rp

F rpF rp

F dp F dp

Изменение топологии Время жизни mac-адресов в CAM таблице 300 секунд.

ProtocolIdentifier

Topology Change Notification BPDU:

Утверждения о TCN BPDUTCN BPDU принимаются на Designated портах

TCN BPDU отправляются в сторону корневого коммутатора

TCN BPDU отправляются только через корневые порты

TCN BPDU единственное BPDU, которое может быть отправлено корневым портом

Коммутатор, заметивший изменение топологии начинает отправлять TCN BPDU и продолжает их повторять с интервалом равным таймеру Hello, до тех пор пока не получит подтверждение TCA от вышестоящего коммутатора

Flags0 0 0 0 0 0 0 0

Topology change

Topology change Acknowledgment

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

Изменение топологии

SW 2 SW 4

TCN ACK

(1). SW5 обнаружил изменение топологии отправил TCN

(2). SW2 ответил SW5 BPDU c флагом TCN ACK

(3). SW2 обнаружив изменение топологии отправляет TCN

(4). SW1 отвечает SW2 BPDU с флагом TCN ACK

Изменение топологии

Root в течении интервала MaxAge + Forward Delay отправляет BPDU c флагом TC

Коммутаторы получившие BPDU c флагом TC выставляют aging time для CAM таблицы равный 15 секундам

SW 2 SW 4

Условия генерирования TCN BPDU

Когда порт переходит в состояние Forwarding и коммутатор имеет по крайней мере один Designated порт.

Когда порт переходит из состояния Forwarding или Learning обратно в Blocking

Когда коммутатор получает TCN BPDU на Designated-порт.

Изменение топологии. Пример 1

SW 2 SW 4

F dp F dp

F dpF dp

F dp B

F rpF rp

Изменение топологии. Пример 1.5

SW 2 SW 4

F dp F dp

F dpF dp

F dp B

F rpF rp

SW 2 SW 4

F dp F dp

F dpF dp

F dp B

F rpF rp

SW 2 SW 4

F dp F dp

F dpF dp

F dp B

F rpF rp

PortFast

Blocking (Max Age)Listening (Forwarding delay)Learning (Forwarding delay)

Forwarding

Иван

SW 1 SW 2

Ира

Вася включил ПК

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/27 Gi 1/0/28

Fa 1/0/11Fa 1/0/10

Fa 1/0/12 Коммутатор не будет отправлять TCN в случае включения/выключения порта.

При включении линка, порт сразу перейдет в состояние Forwarding.

BPDU Guard

При включенном на порту BPDU Guard при получении портом BPDU, порт автоматически перейдет в состояние Err-disable

Функция может применятся в независимости от PortFast

Иван

SW 1 SW 2

Ира

Вася принес коммутатор

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Fa 1/0/11Fa 1/0/10

Fa 1/0/12

BPDU Filter

Не получает и не отправляет BPDU

Порт не перейдет в состояние Err-Disabled, если получит «неавторизованную» BPDU

Иван

SW 1 SW 2

Ира

Вася принес коммутатор

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Fa 1/0/11Fa 1/0/10

Fa 1/0/12

RootGuardROOT

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/1

RootGuard – защита от появления «нежелательного» Root’а в сетиПри получении superior BPDU порт перейдет в состояние root-inconsistent (эквивалентно состоянию listening). После того как порт перестает получать BPDU, он переходит в нормальное состояние.Включение Root Guard на интерфейсе (переводит порт в роль designated)

LoopGuard

LoopGuard – защита от однонаправленных петель

SW 1 SW 2Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

S1 Перестал отправлять BPDU в сторону S3

LoopGuard

LoopGuard проверяет, что RP или ALT порт получает BPDU. Если порт не получает BPDU, то LoopGuard переводит порт в состояние inconsistent

Рекомендуется включать на корневых и альтернативных (заблокированных) портахSW 3

SW 1 SW 2Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Порт Gi 1/0/27 станет Designated и перейдет в Forwarding

RSTP• Совместимость с STP• Основные отличия от STP• BPDU• Изменения в топологиях• Современные стандарты

Основные отличия RSTP от STP

• Время конвергенции STP:MaxAge + ForwardDelay*2 =50 секунд

• Время конвергенции RSTP:<= 10 секунд

Изменения относительно STP

Изменены состояния портовИзменены роли портовИзменены состояния портовНезначительно изменен формат BPDUИзменен механизм оповещения об изменении топологииБыстрая конвергенция топологии и переход портов в Forwarding

Типы портов в RSTP

Тип Описание

p2pОпределяется на основе состояния линка (Full Duplex).Используют процесс предложения и соглашения (proposal and agreement)

shared Определяется на основе состояния линка (Half Duplex).Работают по стандарту 802.1D-1998

edgeПредполагают подключение клиентских устройств. Сразу переходят в состояние Forwarding. В cisco настраиваются командой portrtfast.

Совместимость STP и RSTP

SW 1 SW 2

802.1D

802.1W

Устройство настроенное на работе по RSTP автоматически перенастраивается на STP, если сосед поддерживает только 802.1D

Роли портов в RSTPРоль в

802.1W-2001 Описание

Root Порт определяется аналогично стандарту 802.1D-1998

Designated Порт определяется аналогично стандарту 802.1D-1998

Alternate Предполагаемый резервный порт для Root-порта

Backup Предполагаемый резервный порт для Designated-порта

Роли портов в RSTP. Alternate

Концепция альтернативного порта обеспечивает моментальную защиту от потери Root-порта, если происходит отказ вида «direct link failure»

RSTP процесс на коммутаторе выбирает альтернативный порт с наименьшей стоимостью и сразу выбирает его в качестве Root-порта

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1A

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/1

Состояния портов в RSTPСостояние

802.1D-1998Состояние

802.1W-2001Передача

кадровИзучение

MAC-адресов

Disabled Discarding Нет Нет

Blocking Discarding Нет Нет

Listening Discarding Нет Нет

Learning Learning Нет Да

Forwarding Forwarding Да Да

802.1W-2001Bridge Protocol Data Unit

Отправляются c destination mac-address: 01-80-C2-00-00-00Добавилось поле Version 1 Length: 0x00

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

0 0 0 0 0 0 0 0

Topologychange

Proposal

Learning

Forwarding

Agreement

TopologyChange

Port role:00 Unknown01 Alternate/Backup port10 Root port11 Designated port

Port role

MaxAge

HelloTime

ForwardDelay

2 2 2 2 2 21 1 1 8 4 8

16 bits 48 bits

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

32768 16384 8192 4096 2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1

System ID Extension (12 Bits) -- VLANBridge Priority

Стоимость пути в RSTP

802.1D-1998 802.1W-2001Cost Port Speed Cost Port Speed

100 10 Mbit/s 2000 000 10 Mbit/s

19 100 Mbit/s 200 000 100 Mbit/s

4 1 Gbit/s 20 000 1 Gbit/s

2 10 Gbit/s 2 000 10 Gbit/s

Быстрая конвергенция и переход в Forwarding в RSTP

SW 1 SW 2

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1A

BPDUBPDU

Если коммутатор не получает BPDU в течение трех Hello-интервалов, то считает что соединение потеряно

Быстрая конвергенция и переход в Forwarding в RSTP

Коммутатор принимает inferior BPDU и сразу на них реагирует

(1). Пропадает линк между SW1 и ROOT

(2). SW1 объявляет себя ROOT

(3). SW2 получит от SW1 inferior BPDU опросит ближайшие коммутаторы, есть ли среди них c «лучшим» BID

(4). SW1 получит от SW2 superior BPDU, назначит Root- портом G1/0/28

32768.00:1F:CE:A0:32:11

32768.00:1F:CE:A0:32:1A

32768.00:1F:CE:AB:32:1A

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/28

Gi 1/0/27

Gi 1/0/1

Семинар № 4 STP&RSTP v1.4

Documents

Sourcefire семинар

городской семинар

10 7302 5523 Operator RSTP NTredundancy

Icnd2 Course Labs Rstp Labs

Visera v1.4

No. 01 Introducción (Rstp)

RSTP Planning for Operations

indexp v1.4

RSTP DRNI - grouper.ieee.orggrouper.ieee.org/.../ax-rev-haddock-rstp-0114-v1.pdf · DRNI and RSTP • In practice, running an instance of RSTP for the Emulated System is not an ideal

Informe Stp y Rstp

RSTP/MSTP Technical Configuration Guide

Cisco - Configuring RSTP and MSTP

Magma v1.4

Реологияполимеров СЕМИНАР - komef.ru · PDF fileРеологияполимеров. СЕМИНАР Какописать полимерную продукцию?

ASSEMBH V1.4 - ASSEMBH - Release Notice - en (V1.4, 2021-06)

Sorts v1.4

Module 3 STP and RSTP

CCIE Understanding Stp Rstp Convergence

Understanding STP and RSTP Convergence - CCIE Blog ...blog.ine.com/wp-content/uploads/2011/11/understanding-stp-rstp... · Understanding STP and RSTP Convergence INE, Inc ... Spanning

2014 RSTP Guidelines Policies - TAMC · P:\Work Program\Funding\RSTP\2014 RSTP Guidelines\2014 RSTP Guidelines Policies.docx TRANSPORTATION AGENCY FOR MONTEREY COUNTY GUIDELINES &