Этап. Выбор корневого коммутатора
вручную администратором или автоматически (по минимальности MAC-адреса блока управления) – по пакетам BPDU (bridge protocol data unit)
Этап. Выбор корневых портов (на каждом коммутаторе)
на каждом коммутаторе (по ретранслируемым пакетам BPDU) выбирается порт, имеющий минимальное «расстояние» (STP Cost) до корневого коммутатора
Этап. Выбор назначенных (designated) портов (в каждом сегменте сети)
Из всех портов всех коммутаторов сегмента выбирается порт с минимальным «расстоянием» до корневого коммутатора
Все остальные порты (кроме корневых и назначенных) блокируются. Математически доказано, что при таком выборе активных портов в сети исключаются петли, а оставшиеся связи образуют покрывающее дерево
Spanning Tree Protocol
Основной задачей STP является приведение сети Ethernet с множественными
связями к древовидной топологии, исключающей циклы пакетов. Происходит это
путём автоматического блокирования избыточных в данный момент связей для полной
связности портов..
Принцип действия протокола
1. В сети выбирается один корневой мост (англ. Root Bridge).
2. Далее каждый, отличный от корневого, мост просчитывает кратчайший путь к
корневому. Соответствующий порт называется корневым портом (англ. Root
Port). У любого не корневого коммутатора может быть только один корневой
порт.
3. После этого для каждого сегмента сети просчитывается кратчайший путь к
корневому порту. Мост, через который проходит этот путь, становится
назначенным для этой сети (англ. Designated Bridge). Непосредственно
подключенный к сети порт моста — назначенным портом.
4. Далее на всех мостах блокируются все порты, не являющиеся корневыми и
назначенными. В итоге получается древовидная структура (математический
граф) с вершиной в виде корневого коммутатора.
Важные правила работы STP
Корневым (root-овым) коммутатором назначается коммутатор с САМЫМ
НИЗКИМ BID (Bridge ID)!
Возможны случаи, когда приоритет у двух и более коммутаторов будет
одинаков, тогда выбор корневого коммутатора (root-а) будет происходит на
основании MAC-адреса коммутатора, где корневым (root) коммутатором станет
коммутатор с наименьшим MAC-адресом.
Коммутаторы, по умолчанию, не измеряют состояние сети, а имеют заранее
прописанные настройки.
Каждый порт имеет свою стоимость (cost) соединения, установленную либо на
заводе-изготовителе (по умолчанию), либо вручную.
Алгоритм действия протокола STP
После включения коммутаторов в сеть, по умолчанию каждый (!) коммутатор
считает себя корневым (root).
Затем коммутатор начинает посылать по всем портам конфигурационные Hello
BPDU пакеты раз в 2 секунды.
Исходя из данных Hello BPDU пакетов, тот или иной коммутатор приобретает
статус root, то есть корня.
После этого все порты кроме root port и designated port блокируются.
Происходит посылка Hello-пакетов раз в 2 секунды, с целью препятствия
появлению петель в сети.
11. Виртуальные локальные сети
Виртуальная локальная сеть(Virtual LAN, VLAN) – группа узлов сети, трафик которой (в т. ч. широковещательный) на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети.
Достоинством технологии виртуальных сетей является то, что она позволяет создавать полностью изолированные сегменты сети путем логического конфигурирования коммутаторов, не прибегая к изменению физической структуры.
VLANимеет те же свойства, что и физическая локальная сеть, но позволяет конечным
станциям группироваться вместе, даже если они не находятся в одной физической сети.
Такая реорганизация может быть сделана на основе программного обеспечения вместо
физического перемещения устройств.