schreibe am Anfang
Der folgende STP-Inhalt ist der eigene Erfahrungsbericht des Autors und es wird zwangsläufig Auslassungen und Fehler geben. Es dient natürlich nur als Referenz. Ich werde die Mängel natürlich beheben, wenn ich in Zukunft mehr Erfahrung habe.
Was ist STP?
STP ist ein Datenverbindungsschichtprotokoll, das von Switches ausgeführt wird, um Schleifenprobleme in Switch-Netzwerken zu lösen.
Warum gibt es eine Schleife?
Meines Wissens nach gibt es in einem Layer-2-Netzwerk mehrere Pfade auf einem Switch, um die Root-Bridge zu erreichen (derzeit wird darunter die Zieladresse verstanden, die weitergeleitet werden muss). Zu diesem Zeitpunkt tun wir etwas nicht Ich will nicht sehen, dass es passieren wird.
1: Adresswechsel
Wir alle wissen, dass die MAC-Adresstabelle im Layer-2-Switch die Zuordnung zwischen der Quell-MAC-Adresse und dem Port, der einen bestimmten Port betritt, bei Bedarf sowie die Layer-2-Vorgänge des Überflutens, Weiterleitens und Verwerfens aufzeichnet.
Wenn dann ein Switch über eine Schleife verfügt und der Broadcast-Frame gesendet wird, verfügt der Quell-MAC über mindestens zwei oder mehr Weiterleitungspfade (unter der Annahme von Port1 bzw. Port2), vorausgesetzt, dass der Computer PC1 und der MAC MAC1 ist.
Dann gibt es in der MAC-Tabelle einen Eintrag für einen Pfad, der MAC1-Port1 ist, und dann kommt ein anderer über Port2, dann wird die MAC-Adresstabelle wie folgt aktualisiert: MAC1-Port2
Mehrere Pfade werden kontinuierlich im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn weitergeleitet, und die MAC-Adresstabelle wird ständig umgedreht und schwankt. Das Umdrehen der Adresse verbraucht viele Verarbeitungsressourcen des Switches und führt dazu, dass der Switch lahmgelegt wird.
2: Broadcast Storm
Da sich der Frame von PC1 mit hoher Geschwindigkeit im und gegen den Uhrzeigersinn dreht, empfängt jeder Switch im LAN kontinuierlich eine Kopie des Frames von PC1 und überflutet ihn kontinuierlich, was zu einem Broadcast-Sturm führt. Nachdem der Computer den Broadcast-Frame empfangen hat, wird er zur Verarbeitung an die Netzwerkschicht gesendet. Eine große Anzahl von Broadcast-Frames führt dazu, dass der Computer lahmgelegt wird
3: Mehrbildkopie
Da mehrere Weiterleitungspfade vorhanden sind und der Datenrahmen auf der MAC-Adresstabelle basiert, kann es zu einer Mehrpunktweiterleitung kommen, d um mehrere PC1-Frames zu empfangen, was als Multiple-Frame-Duplikation bezeichnet wird.
Vor- und Nachteile von Schleifen
Das Vorhandensein von Schleifen führt zu den oben genannten drei Problemen: Adressflapping, Broadcast Storm und Multi-Frame-Duplizierung. Diese Probleme sind für Switches oder Netzwerkressourcen fatal. Allerdings kann die Schleife die Verbindungszuverlässigkeit des Netzwerks verbessern.
Aufgrund der Existenz von Schleifen bleibt die Konnektivität des gesamten Netzwerks bestehen, selbst wenn die Verbindung zwischen zwei Switches aufgrund eines Fehlers unterbrochen wird, was in einem schleifenfreien Netzwerk nicht erreicht werden kann.
Einige Fachbegriffe im Spanning Tree
Bridge: Aufgrund der Leistung früherer Switches gab es möglicherweise nur zwei Weiterleitungsports. Die damaligen Switches wurden „Bridges“ genannt, und dieser Begriff wird auch heute noch verwendet.
Bridge-MAC: Ein Switch (Bridge) verfügt über mehrere Weiterleitungsports. Normalerweise wird der MAC des Ports mit der kleinsten Nummer als MAC des gesamten Switches verwendet.
Bridge-ID (BID): 2 Byte Priorität + 6 Byte (MAC-Adresse wechseln), Sie können den Wert manuell festlegen, der Standardwert ist 32768.
Port-ID (PID): Verschiedene Hersteller haben unterschiedliche Definitionen und die Zusammensetzungsstruktur ist: Portpriorität + Portnummer.
Kann ein LAN keinen Spanning Tree benötigen?
Natürlich sagen viele Leute, dass die Netzwerkarchitektur unseres Unternehmens selbst eine schleifenfreie Netzwerkarchitektur ist, sodass kein Grund zur Sorge über Schleifen besteht.
Tatsächlich ist das nicht der Fall. Jede einfache kleine Switch-Schleife bringt Ihr gesamtes LAN zum Vibrieren. Das ist im Unternehmen absolut nicht erlaubt. Vielleicht fügt jemand die Schleife unbeabsichtigt ein, aber es wird dem Netzwerkadministrator große Unannehmlichkeiten bereiten . Aus Sicht der Compliance und Sicherheit ist es daher erforderlich, den Spanning Tree zu konfigurieren.
Der Arbeitsprozess des Spanning Tree
Das erste, was wir wissen müssen, ist, warum es einen Spanning Tree gibt und was das Endergebnis ist.
Grob gesagt berechnet die Layer-2-Schnittstelle des Switches durch Senden von BPDU-Nachrichten (Bridge Protocol Data Unit) je nach Priorität schließlich einen azyklischen Netzwerkspannbaum
, und einige Ports für die Sicherung blockiert. Bei einer fehlerhaften Verbindung kann schnell eine andere Verbindung in den Weiterleitungsstatus wechseln und so die Netzwerkstabilität verbessern.
Arbeitsprozess
1: Wählen Sie die Root-Bridge
2: Wahl-Root-Port
3: Wahl der benannten Häfen
4: Verbleibende Ports blockieren
Hinweis: Bei der Wahl handelt es sich tatsächlich um die Wahl verschiedener Ports verschiedener Switches oder verschiedener Ports desselben Switches. Einige menschliche Eingriffe oder natürliche Wahlen werden verwendet, um inaktive Ports perfekt zu generieren, dh die verbleibenden Ports werden ausgewählt. und das Spanning Tree Protocol. Es blockiert das verbleibende Portsystem und bildet so ein schleifenfreies Netzwerk.
Ein Befehl, der häufig zur Gewährleistung der Netzwerkstabilität verwendet wird