Co warto wiedzieć o RSTP?

Jeśli chcesz obejrzeć instrukcję video – kliknij 🙂

Czym jest RSTP

Protokół Rapid Spanning Tree Protocol określa się jako drugi tryb protokołu STP. Protokół RSTP można określić szybszą wersją STP. Przy pomocy Rapid Spanning Tree Protocol dostarczany jest stan przekazywania wynoszący 15sekund. Natomiast brak jest stanu blokowania i nasłuchiwania będącego w protokole STP. Są sytuację kiedy RSTP w działaniu jest zbliżony do STP, ale Rapid Spanning Tree Protocol ze swoimi usprawnienia staje się bardziej przydatny.

Role portów RSTP

Port Root(port główny) – jest nim taki port na każdym przełączniku, jaki posiada najlepszy czas ścieżki głównej do mostu głównego

Port Designated(port wyznaczony) – jest nim taki port przełącznika w segmencie sieci, jaki ma najlepszy koszt ścieżki głównej do mostu głównego

Port Alternate(port alternatywny) –  jest nim taki port, jaki posiada alternatywną ścieżkę do mostu głównego(nie stanowi jej ścieżka używana przez port główny). Tego rodzaju ścieżka stanowi drugorzędną opcję aniżeli ścieżka portu głównego. Przykładem jest przełącznik warty dostępu posiadający dwa porty nadrzędne – jednym z nich będzie port główny, a drugi stanie się alternatywnym.

Port Backup(port zapasowy)- jest nim taki port, jaki gwarantuje nadmiarowe(opcja drugorzędna) połączenie z segmentem z jakim połączy inny port przełącznika. W sytuacji kiedy segment będzie stracony, przełącznik ma szansę na ścieżkę powrotną do mostu głównego, albo taka możliwość może nie istnieć.

Algorytm STP a protokół RSTP.

Rola portu oparta o jednostkę BPDU określa algorytm STP. W przypadku STP BPDU zostały używane jedynie dwóch bitów z całej części BPDU. RSTP używa wszystkich 8bitow. RSTP (802.1w) BPDU przedstawia poniższy rysunek:

Przewaga protokołu RSTP jest fakt iż przełączniki korzystają z ramek BPDU w inny sposób niż poprzednio. Przy pierwszym połączeniu porty bądź zmianie topologii wymieniają jednostki BPDU z ustawionymi flagami propozycji(1)/zgodności(6)celem szybkiego przejścia w prawidłowy stan. Następują negocjacja nad tym jaki powinien być port – wyznaczony, niewyznaczony bądź główny. Co się stanie kiedy port będzie główny? W takiej sytucji każdy inny port zacznie negocjację celem wymiany jednostki BPDU propozycji(1)/zgodności(6) gdyż ścieżka do mostu głównego się różni. Taki mechanizm jest bardzo szybki – umożliwia zmianę połączenia się ze sobą.

Port – Edge port

Porty brzegowe to te, jakie łączą się z urządzeniami hosta np. komputery PC, serwery, drukarki itp. Z tego powodu Edge port(port brzegowy) nie uczestniczy w obliczeniach RSTP. Nie otrzymują jednostek BPDU i z tego względu mogą się przenieść do stanu przesyłania natychmiastowo.

Stany portów RSTP

Rapid Spanning Tree Protocol określa stany portów jedynie według tego, co port rzeczywiście wykona z ramkami jakie przyjdą. Ta sama sytuacja ma miejsce wówczas gdy ramka przychodząca zostanie zignorowana bądź odrzucona to się powtórzy z ramkami wychodzącymi. Każda rola portu może składać się z jednego z tych trzech stanów portów:

Discarding State (Odrzucanie) – przychodzące ramki są po prostu odrzucone, port nie uczy się o żadnym adresie MAC.

Learning State (Uczenie się) – ramki, które przychodzą są odrzucane, natomiast port uczy się adresów MAC

Forwarding State (Przesyłanie) –  wszystkie ramki nadchodzące są przesyłane wedle ich adresów MAC, jakie wcześniej mogły się pojawić(albo będą dopiero co poznane)

Jeśli chodzi o RSTP następuje pominięcie dwóch stanów jakie znajdują się w STP – chodzi oczywiście o stan blokowania oraz nasłuchiwania. Kiedy Rapid Spanning Tree Protocol będzie po stanie odrzucenia, automatycznie przejdzie do stanu przesyłania. Poniższy rysunek odzwierciedla porównanie stanów RSTP i STP.

Sposób działania RSTP

Protokół Rapid Spanning Tree Protocol działa w podobny sposób co STP. W obu protokół Root Bridge wybierany jest jako pierwszy. Kolejną czynność to określenie roli portów. W przypadku RSTP mamy do czynienia z dwoma dodatkowymi rolami portów. Na samym początku wybór pada na główny oraz wyznaczony port. W momencie kiedy taki port nie zostaje wybrany jako (główny port albo wyznaczony) staję się portem:

Alternatywnym – podłączony do portu na innym przełączniku

Zapasowym – podłączony do portu na dokładnie takim samym przełączniku

Przykładowa topologia RSTP

Opis topologii:

1. Wszystkie przełączniki mają ten sam priorytet – ten o najniższym adresie MAC będzie głównym portem

2. SwitchC jest głównym – wszystkie jego porty to wyznaczone porty

3. Dwa porty fa0/0 na Switchach A i B są najbliższymi do głównego pod względem kosztu ścieżki – bedą tym samym portami głównymi

4. W segmencie pomiędzy SwitchemB i i A(SwitchA ma mniejszy Mac jak SwitchB) to SwitchB będzie rozgłaszać korzystniejszy BPDU tego segmentu. Port fa0/1 na SwitchA określony będzie jako port wyznaczonym, natomiast w SwitchB fa0/1 nazywa się alternatywnym portem

Opis:

Dwa porty połączone z hubem składają się z jednego wyznaczonego portu dla każdego segmentu(porty fa0/2 oraz f0/3 na SwitchuA znajdują się w tym samym segmencie z tego powodu, że są podłączone do huba).

Drugi port będzie zapasowym – backup port.

Jak  SwitchA wybierze port wyznaczony oraz zapasowy:

-Koszt do ścieżki roota jaki jest najmniejszy

-Najniższy identyfiakator portu

-Identyfikator mostu najniższego nadawcy BID

Wystarczy spojrzeć na porty fa0/2 oraz fa0/3 na SwitchA – identyfikator bride nadawcy oraz koszt ścieżki do roota są te same, pozostaje trzeci parametr najmniejszy ID portu. Z tego względu iż fa0/2 jest niższy od fa0/3 to Switch A zdecyduje, że fa0/2 będzie portem wyznaczonym

Ćwiczenie

1 Przygotowanie 3 switchy

2 Skonfigurowanie na każdym z nich VLAN1(administracyjnego)

3 Uruchomienie rstp na każdym

4 Sprawdzenie jaki Switch jest root bridge

SwitchA

Switch>en

Switch#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip add

Switch(config-if)#ip address 192.168.100.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#spanning-tree mode rapid-pvst

Switch(config)#do show spanning-tree

SwitchB

Switch>en

Switch#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip add

Switch(config-if)#ip address 192.168.100.2 255.255.255.0

Switch(config-if)#spanning-tree mode rapid-pvst

SwitchC

Switch>en

Switch#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Switch(config)#interface vlan 1

Switch(config-if)#ip ad

Switch(config-if)#ip address 192.168.100.3 255.255.255.0

Switch(config-if)#spanning-tree mode rapid-post

Wyniki

SwitchA

SwitchB

SwitchB

SwitchC