Spanning-Tree протокол и его использование

Протокол связующего дерева Spanning Tree Protocol (STP) является протоколом 2 уровня модели OSI, который позволяет строитьдревовидные, свободные от петель конфигурации связей между коммутаторами локальной сети.

Конфигурация связующего дерева строится коммутаторами автоматически с использованием обмена служебными кадрами, называемыми Bridge Protocol Data Units (BPDU). Существует три типа кадров BPDU:

· Configuration BPDU (CBPDU) — конфигурационный кадр BPDU, который используется для вычисления связующего дерева (тип сообщения: 0x00);

· Topology Change Notification (TCN) BPDU — уведомление об изменении топологии сети (тип сообщения: 0x80);

Topology Change Notification Acknowledgement (TCA) — подтверждение о получении уведомления об изменении топологии сети.

Для построения устойчивой активной топологии с помощью протокола STP необходимо с каждым коммутатором сети ассоциировать уникальный идентификатор моста (Bridge ID), с каждым портом коммутатора ассоциировать стоимость пути (Path Cost) и идентификатор порта (Port ID).

Процесс вычисления связующего дерева начинается с выбора корневого моста (Root Bridge), от которого будет строиться дерево. Второй этап работы STP — выбор корневых портов (Root Port). Третий шаг работы STP — определение назначенных портов (Designated Port).

В процессе построения топологии сети каждый порт коммутатора проходит несколько стадий: Blocking ("Блокировка"), Listening("Прослушивание"), Learning ("Обучение"), Forwarding ("Продвижение"), Disable ("Отключен").

При использовании протокола Spanning Tree происходит полное переконфигурирование сети, что занимает много времени, в течении которого сеть не работает.

Использование протокола Rapid Spanning Tree позволяет свести это время до минимума. Его основное отличие от Spanning Tree является использование alternate port (запасной root port) и backup port (запасной designated port), и в случае сбоя на линии происходит перенаправление трафика через данные порты.

Недостатком данной технологии является ограничение, накладываемое на количество коммутаторов соединенных в дерево, не более 7. В этом случае время, необходимое для восстановления работоспособности сети не боле 1с, а в случае если дерево состоит из 3-х коммутаторов, время восстановления даже ниже чем при использовании технологии HIPER-Ring.