Protokół STP

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Protokół drzewa rozpinającego (ang. Spanning-Tree Protocol – STP), sporządzony przez IEEE (ang. Institute of Electrical and Electronics Engineers) opisany w dokumencie (IEEE 802.1d). Jest to protokół wykorzystywany przez sieci komputerowe (np. LAN) w drugiej warstwie modelu sieciowego ISO/OSI.

1. Przykładowa sieć. Ponumerowane prostokąty symbolizują mosty (liczba wewnątrz reprezentuje identyfikator mostu (ang. BIDbridge ID). Chmurki z literami symbolizują segmenty sieci.
2. Najniższy identyfikator mostu to 3. Zatem most 3 będzie korzeniem drzewa rozpinającego (ang. root bridge).
3. Zakładając, że koszt przebycia przez każdy z segmentów wynosi 1, ścieżka o najniższym koszcie z mostu 4 do korzenia drzewa prowadzi przez segment c. Zatem portem kierującym do korzenia (ang. root port) mostu 4 jest ten podłączony do segmentu c.
4. Ścieżka o najniższym koszcie z segmentu e do korzenia drzewa prowadzi przez most 92. Zatem portem wyznaczonym (ang. designated port) do segmentu e jest port mostu 92 podłączony do tegoż segmentu.
5. Wszystkie aktywne porty, które nie są ani portami do korzenia, ani wyznaczonymi, są ustawione w stan blokady (ang. blocking port).
6. Po awarii łącza algorytm STP rozpina na sieci fizycznej nowe drzewo logiczne, tak aby nadal z każdego segmentu i każdego mostu istniała ścieżka o najmniejszym koszcie do korzenia.

STP obsługiwany jest przez przełączniki (ang. network switch) i mostki sieciowe (ang. network bridge). Stworzony dla zwiększenia niezawodności środowisk sieciowych, umożliwia on konfigurację tych urządzeń w sposób zapobiegający powstawaniu pętli. Protokół ten tworzy graf bez pętli (drzewo) i ustala zapasowe łącza, w trakcie normalnej pracy sieci blokuje je tak, by nie przekazywały one żadnych danych, wykorzystywana jest tylko jedna ścieżka, po której może odbywać się komunikacja. Na szczycie grafu znajduje się główny przełącznik tzw. korzeń (ang. root), zarządzający siecią. Korzeniem zostaje przełącznik na podstawie identyfikatora. W momencie, gdy STP wykryje problem, np. zerwany link, to rekonfiguruje sieć uaktywniając łącze zapasowe, potrzebuje na to ok. 30 do 60 sekund.

Między sobą przełączniki komunikują się, rozgłaszając ramki BPDU (ang. Bridge Protocol Data Unit). Podstawowe zasady pracy mostu są takie same, jak przełącznika. Tak samo przełącznik jak most, uczy się na podstawie adresów źródłowych MAC (ang. Media Access Control) ramek, a przełącza je na podstawie adresów docelowych. Również zasady przełączania jak i działania algorytmów spanning-tree są identyczne. Różnice między przełącznikiem a mostem to:

  • Przełącznik jest znacznie szybszy, ponieważ działa w oparciu o układ scalony, natomiast most jest obsługiwany przez oprogramowanie.
  • Most może mieć od 2 do 16 portów[1], natomiast przełącznik może mieć ich setki.
  • Most jedynie przekazuje odbierane ramki z jednego portu do innego na podstawie odczytanego źródłowego adresu MAC, przełącznik natomiast może przekazywać ramki do dowolnego portu, na podstawie zarówno źródłowego jak i docelowego adresu MAC.
  • Do jednego portu mostu może być przypisane dokładnie jedno drzewo rozpinające, w przełączniku może być ich wiele.
  • Most działa w trybie półdupleks, natomiast przełącznik używa pełnego dupleksu[1].

Porty przełącznika w topologii STP przyjmują pięć stanów od których zależy, w jaki sposób protokół MAC przetwarza i transmituje ramki.

  • Port aktywny (ang. Listening)
  • Uczenie się adresów MAC (ang. Learning)
  • Przekazywanie ramek (ang. Forwarding)
  • Port zablokowany (ang. Blocking)
  • Odrzucanie ramek (ang. Discarding)

Poprawkami do STP są protokoły:

  • RSTP (ang. Rapid Spanning Tree Protocol, IEEE 802.1w) zapewnia krótszy czas przywracania sprawności połączeń po awarii.
  • MSTP (ang. Multiple Spanning Tree Protocol, IEEE 802.1s) umożliwia równoważenie obciążenia i zwiększa odporność sieci na błędy dzięki zapewnieniu wielu ścieżek przekazywania ruchu danych.
  • SPB Shortest Path Bridging (SPB) IEEE 802.1aq

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. 1,0 1,1 Richard Deal: CCNA Cisco Certified Network Associate Study Guide. The McGraw-Hill Companies, 2008, s. 107. ISBN 978-0-07-149730-5.