Файл: Лабораторная работа 3 Протокол stp Работу выполнила студентка 5 курса группы пми5,604.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 30

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО «Пермский государственный университет»

Лабораторная работа № 3

«Протокол STP»

Работу выполнила

студентка 5 курса группы ПМИ-5,6-04

механико-математического факультета

Чащухина М.В.


Пермь 2008

Оглавление

1. Теория 3

2. Задание 7

3. Решение 8

Литература 10

1. Теория
Spanning Tree Protocols (STP) IEEE 802.1D (протокол распределенного связующего дерева).

Устраняет проблемы петлевой топологии сети:

Широковещательный шторм;

Искажение информации в таблицах мостов.

Функции:

создание беспетельной логической топологии сети;

всегда только один путь между любыми двумя станциями;

использование специального протокола для связи между мостами;

BPDU-кадр (Bridge Protocol Data Unit - протокольный блок данных моста) с групповым МАС-адресом назначения ;

отказ активного пути вызывает активацию избыточного пути.

Основной недостаток STP: избыточные линии или избыточные сетевые компоненты не могут использоваться для балансирования загрузки.
Уточнения о структуре кадра BPDU
МАС-адрес отправителя BPDU

  • В заголовке кадра Ethernet 802.3 адрес отправителя (Sourceaddress) — это МАС-адрес порта коммутатора, который отправил сообщение BPDU

    • Каждый порт коммутатора имеет и использует уникальное значение МАС-адреса отправителя для передачи сообщений BPDU

  • Необходимо понимать разницу между МАС-адресом любого порта и МАС-адресом используемого для идентификатора BID

    • МАС-адрес, используемый в поле BID BPDU-кадра является составной частью информации конфигурационного сообщения BPDU

    • Значение BID — это глобальное значение (внутри одной сети VLAN) МАС-адреса, полученное от аппаратно-программного обеспечения административного модуля (Supervisor), или аппаратный адрес, который написан на задней панели

МАС-адрес получателя BPDU

  • В заголовке кадра Ethernet 802.3 адрес получателя (destinationaddress) — это групповой адрес 01-80-С2-00-00-00

Формат конфигурационного BPDU кадра


  • Protocol Identifier – идентификатор протокола

    • 0000 (hex) для STP 802.1D

  • Protocol Version — версия

    • 00 (hex) для версии 802.1D (1998)

    • 02 (hex) для версии 802.1D (2004)

  • BPDU Туре — тип сообщения

    • 00 (hex) дляконфигурационных BPDU

    • 80 (hex) для сообщения об изменении топологии TCN

  • Root Identifier — идентификатор корневого моста

    • 2 байта для приоритета (по умолчанию 32768)

    • 6 байт для MAC-адреса

  • RootPathCost — стоимость маршрута к корневому мосту

    • Диапазон 1-65535

  • BridgeIdentifier— идентификатор моста (отправителя)

    • Аналогичен Root Identifier

  • Port Identifier— идентификатор порта

    • 1 байт приоритета (по умолчанию 128)

    • 1 байт номера порта

  • MessageAge— возраст конфигурационного сообщения BPDU (диапазон 1-10 с)

    • Корневой мост при передачи конфигурационного BPDU устанавливает переменную в 0

    • Каждая передача (через назначенный порт моста ) увеличивает это число

  • MaxAge— максимальный срок хранения конфигурационных BPDU (диапазон 6-40 с)

    • Ограничение жизни полученных конфигурационных BPDU

    • Основной параметр для обнаружения idle отказов (например, корневой мост мертв)

    • Поле оказывает влияние на таймер времени хранения таблицы моста в процессе уведомления об изменении топологии

    • По умолчанию 20 с.

  • Hello Time —

    • интервал времени между периодической отправкой корневым мостом конфигурационных сообщений BPDU

      • Корневой мост отправляет конфигурационные сообщения каждые HelloTime секунд

      • Мосты, получившие такое сообщение, отправляют его дальше в сеть

    • по умолчанию 2 с

  • Forward Delay (диапазон 4-30 с)

    • Временная задержка для перевода порта в состояние передача

    • По умолчанию 15 с

    • Но это означает 15 сек состояний прослушивания + 15 сек изучения топологии



количество
байт

Protocol Identifier

2

Protocol Version
1

BPDU Туре
1

Flags
1

Root Identifier

8

Root Path Cost
2

Bridge Identifier

8

Port Identifier

2

Message Age
2

Max Age
2

Hello Time
2

Forward Delay
2


Алгоритм STP и связанный с ним Протокол STP в Мостах работают для поддержания, сохранения и обеспечения доступа к МАС-сервису во всех его видах.

STP-алгоритм выполняет следующие функции:

a) конфигурирует активную топологию Bridge LAN произвольной топологии в единственное распределенное связующее дерево, такое, что при наличии больше одного маршрута данных между любыми двумя оконечными станциями устраняются циклы данных;

b) предусматривает автоматическую отказоустойчивость посредством реконфигурации топологии распределенного связующего дерева в результате неисправности Моста или неисправности в информационном канале, в пределах границ LAN без формирования циклов текущих данных.
В вычислениях распределенного связующего дерева используются следующие основные параметры:

Bridge Id (BID) - идентификатор моста - комбинация МАС-адреса моста и приоритета моста. Мост имеет МАС-адреса портов, и может иметь МАС-адрес моста (указан на задней панели устройства). В отправляемых ВPDU в качестве MAC-адреса источника (source) используется самый маленький МАС-адрес из всех имеющися в мосте

Замечание: хотя мост не будет замечен оконечными системами, для связи мостов и целей управления, мост будет слушать один или более специализированных МАС-адресов.

Приоритет моста конфигурируется администратором (диапазон: 0 – 216 =65535). По умолчанию 32768.

Port Id – идентификатор порта

Port ID уникален среди всех других портов моста. Значение параметра Port Id используется в BPDU сообщениях.

Port ID является числом и состоит из двух полей:

1. Приоритет порта (Port priority, старшая часть Port ID). Стандартное значение – 32. Конфигурируется администратором.

2. Номер порта (младшая часть Port ID), формируется и поддерживается реальной аппаратурой, обеспечивает уникальность в пределах моста, статически назначается для каждого порта следующим образом: значение 1 присваивается порту 1/1, значение 2 - порту 1/2 и т.д.

Path Cost - стоимость порта (пути) - это параметр (целое число), определяющий стоимость соединения (расстояния) между двумя смежными устройствами.

Стоимость порта обратно пропорциональна скорости передачи через порт:

По умолчанию, раньше, стоимость порта равна: Path Cost = 1000 : скорость порта.

Примеры: Path Cost (l0BaseT) = 100 (1000:10); Path Cost (l00Base и FDD) = 10 (1000:100).

По умолчанию, сейчас (с появлением Ethernet 1 Гбит/с), IEEE стандартизировала для STP нелинейную шкалу стоимостей: Path Cost = 19 (100 Мб/с); 14 (155 Мб/с); 6 (622 Мб/с); 4 (1Гб/с); 2 (10Гб/с).


Вручную может быть сконфигурировано администратором любое значение Path Cost. (стоимость порта)
Три этапа начальной сходимости. Начальная сходимость сети обеспечивается в три этапа:

Этап 1. Выбор корневого моста (Root Bridge).

Корневым выбирается мост с наименьшим Идентификатором моста (Bridge ID).

Этап 2. Выбор корневых портов (Root Port).

Ближайшие к корневому мосту порты называются корневыми портами (Root Port). Каждый некорневой мост должен иметь хотя бы один корневой порт. Стоимость маршрута — численное значение, назначенное каждому порту в процессе обмена сообщениями BPDU. При получении такого сообщения через порт значение стоимости порта (Path Cost), назначенное для порта, складывается с полученным. Корневая стоимость - совокупная стоимость всех каналов к корневому мосту (Root Path Cost).

Этап 3. Выбор назначенных портов (Designated Port).

Каждый сегмент в сети должен иметь хотя бы один назначенный порт. Функцию назначенного порта выполняет только один порт одного из мостов, который подключен к сегменту сети и осуществляет обмен трафиком между этим сегментом сети и корневым мостом.
В случае одинаковых значений параметров при начальной сходимости (например, от двух портов одинаковая стоимость пути до корня) решения в протоколе STP принимаются в определенной последовательности, ранжированных следующим образом:
Приоритеты параметров STP

1. По наименьшему идентификатору корневого моста (Root BID)

2. По наименьшей стоимости маршрута к корневому мосту

3. По наименьшему идентификатору моста-отправителя (BID)

4. По наименьшему идентификатору порта (Port ID - PID)
Все сообщения BPDU, полученные через порт, сравниваются между собой (так же, как все сообщения, отправленные из порта). В порт записывается только наиболее приемлемое сообщение. "Приемлемым" считается сообщение с наименьшими параметрами (например, мост с наименьшим идентификатором становится корневым, а наименьшая стоимость маршрута позволяет определить корневые и назначенные порты). Порт останавливает отправку сообщений BPDU, если было получено более приемлемое сообщение, чем отправленное.
2. Задание


A -> C

B -> A

Политика:

1. Четные AS видят друг друга

2. Нечетные AS видят Инет

3. Решение

Нумерация коммутаторов и портов:




По коммутаторам:

Коммутатор
Идентификатор моста (BID)
Идентификатор порта (PID)
PC

Приоритет

(Bridge Priority)
MAC-адрес

блока управления
Приоритет

(Port Priority)
Номер

(Port Number)

S1
32768
00-11-5B-C6-E6-C3
32
1
19

32
2
19

32
3
19

32
4
19

S2
32768
00-11-5B-C6-E6-C4
32
1
19

32
2
19

32
3
19

32
4
19

S3
32768
00-11-5B-C6-E6-C5
32
1
19

32
2
19

32
3
19

S4
32768
00-11-5B-C6-E6-C6
32
1
19

32
2
19

32
3
19

S5
32768
00-11-5B-C6-E6-C7
32
1
19

32
2
19

32
3
19

32
4
19

Этап 1. Выбор корневого коммутатора на основе BID. Им становится коммутатор S1, т.к. он имеет наименьший BID.

Этап 2. Каждый некорневой коммутатор определяет Root Port на основе RPC. Root Port становится тот, у которого цена наименьшая. В случае, если цены равны на нескольких портах, то Root Port становится тот, у которого Port ID меньше. Port ID каждого коммутатора задается двумя байтами: старшие 6 бит у всех равны 32, а младшие равны порядковому номеру порта:

Смотрите также файлы