Урок 21. Технология RSTP

Краткая теория о RSTP/Rapid PVST 

Долгая конвергенция протокола STP ( Max age (20 c) + Listening (15 c) + Learning (15 c ) = 50 c) стало причиной создания протокола RSTP (Rapid STP - стандарт IEEE 802.1w) для уменьшения времени конвергенции. RSTP работает так же, как и STP, однако есть отличия.

В первую очередь значительно сокращен период Max age - с 20 с до 6 с, а также добавлены новые роли портов.

Состояния портов:

    • Выключен (Down)
    • Игнорирование (Discarding) - равносилен блокированию, то есть данные не передаются. Устойчивое состояние.
    • Самообучение (Learning)
    • Пересылка (Forwarding)

Роли портов:

    • Корневой порт (Root port)
    • Выделенный порт (Designated port)
    • Альтернативный порт (Alternate port) - порт, через который поступают BPDU кадры с менее оптимальными характеристиками, чтобы стать корневым или выделенным.
    • Резервный порт (Reserved port) - когда имеются параллельные каналы к одному и тому же сегменту сети, то один порт становится выделенным, а остальные - резервными. Такое происходит, когда несколько портов подключаются к одному и тому же коммутатору

 

 Схема сети LAN с STP

 

Принцип работы RSTP 

При включении коммутатора все его порты проходят через следующие состояния:

Состояния портов коммутатора с STP

Выбор корневого коммутатора, корневых и назначенных портов аналогичен STP.  Вернемся к первому рисунку и посмотрим, что произойдет при обрыве кабеля между коммутаторами A и В:

Схема сети LAN с STP

На коммутаторе В запускается таймер Max age и по его истечении все магистральные порты переводятся в состояние игнорирования. Таблицы МАС адресов обнуляются.

Так как порт Fa 3 коммутатора С уже не получает BPDU от коммутатора А, то он по истечении Max Age переводится в состояние пересылки. Теперь коммутатор В через коммутатор С получает Hello пакеты от корневого коммутатора А. Порт Fa 2 переводится в состояние пересылки.

Точно также, как и с PVST+, Cisco разработала собственный протокол на базе RSTP, но с учетом работы с несколькими VLAN. Называется этот протокол Rapid PVST.

Настройка протоколов STP/RSTP 

Технологии STP не требуют специальных настроек со стороны администратора, так как все прекрасно работает сразу после включения питания. Поэтому рассмотрим лишь базовые настройки, которые могут быть полезны. 

Выбор протокола в коммутаторе (STP или RSTP): 

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

 

Установка коммутатора в качестве корневого: 

Switch(config)# spanning-tree vlan номер_vlan root primary

 

Установка приоритета коммутатора: 

Switch(config)# spanning-tree vlan номер_vlan priority значение от 0 до 61440

 

Установки стоимости интерфейса: 

Switch(config-if)# spanning-tree vlan номер_vlan cost значение

 

Для просмотра настроек и работы STP полезны будут следующие команды: 

Switch# show spanning-tree

Отображение настроек STP

 

Switch# show spanning-tree summary

Отображение настроек STP

 

Дополнения к протоколу STP (EhterChannel, PortFast)

Компания Cisco внесла некоторые дополнения в работу STP.

EtherChannel – используется для балансировки нагрузки, если между 2-мя коммутаторами имеются 2 и более параллельных связей.

Для балансировки нагрузки может быть использована одна из 2-х технологий: LACP (Link Aggregation Control Protocol) и PAgP (Port Aggregation Protocol). PAgP разработка Cisco. Либо можно включить статически балансировку.


Статическое включение

Параллельное включение коммутаторов

 Порты Fa 1 и Fa 2 на каждом коммутаторе объединяем в один логический канал и включаем постоянную балансировку: 

Switch(config -if) # channel-group номер_группы mode on

 

На обоих концах должны быть одинаковые настройки EtherChannel.

 

Включение PAgP 

PAgP поддерживает 2 режима: auto (пассивный режим) и desirable (активный  режим). В пассивном режиме порт ожидает указаний от противоположного порта и при получении указаний переходит в режим балансировки нагрузки. В противном случае балансировка не включается. 

Балансировка включается при следующих условиях:

Режимы PAgP

auto

desirable

auto

---

EtherChannel

desirable

EtherChannel

EtherChannel


Настраивается так: 

Switch(config -if) # channel-group номер_группы mode auto | desirable

 

Включение LACP 

LACP тоже поддерживает 2 режима: active и passive. Смысл их такой же как и в PAgP:

Режимы LACP

active

passive

active

EtherChannel

EtherChannel

passive

EtherChannel

---

Настраивается так: 

Switch(config -if) # channel-protocol lacp

Switch(config -if) # channel-group номер_группы mode active | passive

 

Для просмотра настроек и работы полезны следующие команды: 

Switch# show etherchannel

Отображение настроек etherchannel

 

Switch# show etherchannel summary

Отображение настроек etherchannel

 

Switch# show etherchannel port-channel

Отображение настроек etherchannel на конкретном порту

 

PortFast – при включении данной функции порт сразу переходит в состояние пересылки, минуя промежуточные состояния. Удобно, когда к порту подключены только терминальные устройства, однако нельзя эту функцию включать на портах, которые подключаются к другим коммутаторам.

Включается так, локально на отдельном интерфейсе:

Switch(config-if)# spanning-tree portfast

 

либо глобально на всем коммутаторе: 

Switch(config)# spanning-tree portfast default

 

Выключается так: 

Switch(config-if)# spanning-tree portfast disable

 

Для просмотра настроек:

Switch# show spanning-tree interface название_интерфейса portfast

Отображение настроек STP на интерфейсе

 

Switch# show spanning-tree summary

Отображение настроек STP и Portfast

 

BPDU Guard - если данная функция включена, то при получении BPDU порт блокируется, то есть переходит  в состояние error-disable. Данная функция необходима для предотвращения изменения корневого коммутатора при подключении к сети нового коммутатора с более низким приоритетом. Рекомендуется использовать совместно с режимом PortFast на портах доступа. Включается глобально на всем коммутаторе  либо на отдельных портах. Рекомендуется сначала включить режим PortFast. 

Глобально на портах доступа: 

Switch(config)# spanning-tree portfast bpduguard default

 

На отдельном интерфейсе: 

Switch(config-if)# spanning-tree bpduguard enable

 

Для просмотра настроек: 

Switch# show spanning-tree summary

Отображение BPDU в настройках STP

 

Switch# show spanning-tree interface название_интерфейса detail

Отображение настроек STP BPDU