Spanning-Tree Protocol, STP

Протокол распределенного связующего дерева

Главной функцией протокола распределенного связующего дерева (Spanning-Tree Protocol, STP) является создание дублирующих путей, в которых присутствуют мосты или коммутаторы, таким образом, чтобы не проявились эффекты, связанные с образованием в сети петель. Мосты и коммутаторы принимают решения об отправке одноадресатных фреймов (unicast frame) на основе МАС-адреса пункта назначения, содержащегося во фрейме. Если МАС-адрес неизвестен, то устройство рассылает фрейм со всех портов, пытаясь достичь пункта назначения. Это делается также для всех широковещательных фреймов.

Алгоритм распределенного связующего дерева, реализованный в протоколе распределенного связующего дерева, предотвращает возникновение петель методом расчета устойчивой сетевой топологии распределенного связующего дерева. Для создания нечувствительной к ошибкам сети необходимо, чтобы между всеми узлами сети существовал путь без петель. Алгоритм распределенного связующего дерева используется для расчета такого пути. Специальные фреймы, называемые модулями данных мостового протокола (bridge protocol data units, BPDU) отправляются и получаются всеми коммутаторами сети через равные промежутки времени и используются для создания топологии распределенного связующего дерева.

Коммутатор использует протокол распределенного связующего дерева во всех виртуальных сетях, основанных на технологиях Ethernet и Fast Ethernet (быстрый Ethernet). Этот протокол обнаруживает и разрывает петли путем перевода некоторых соединений в режим пассивного ожидания, который сменяется активным в случае разрыва активного соединения. В каждой сформированной виртуальной локальной сети работает свой экземпляр протокола распределенного связующего дерева для того, чтобы Ethernet-топологии всей сети отвечали производственным промышленным стандартам.

Различные состояния протокола распределенного связующего дерева

Протокол распределенного связующего дерева определяет несколько состояний виртуальной локальной сети.

• • Блокировка — фреймы не отправляются, принимаются фреймы BPDU.

  • Прослушивание — фреймы не отправляются, прослушиваются фреймы.

  • Анализ — фреймы не отправляются, изучаются адреса.

  • Отправка — фреймы отправляются, изучаются адреса.

  • Отключен — фреймы не отправляются, BPDU не принимаются.

Для каждой VLAN состояние задается начальной конфигурацией, а при дальнейшей работе изменяется процедурами протокола STP. Состояние, затраты и приоритеты портов и виртуальных сетей можно определить с помощью команды show spantree. После того как установлена прмвязка порта к VLAN протокол STP определяет, отправляет ли порт фреймы или блокирует их. Можно установить конфигурацию, при которой режим отправки протокола STP устанавливается сразу после установки соединения, а не в обычной последовательности: блокировка, прослушивание и последующая отправка. Возможность быстрого переключения состояний от блокировки к отправке вместо обычной последовательности переходных состояний полезна в ситуациях, когда требуется непосредственный доступ к серверу.