Índice:
- Identificando as portas raiz
- Cada switch conhece o caminho de menor custo para levar para a Ponte Raiz, o que pode exigir a passagem de dados para a interface de outro switch. Por causa deste exemplo, o interruptor principal que está sendo usado no exemplo da chave de referência e do vizinho do vizinho alterna. A porta na próxima chave mais próxima (switch vizinho) para a Ponte Raiz que está virada para a chave de referência é chamada
- Você ainda tem um problema pendente para resolver. Ainda existem loops nesta rede que ameaçam reduzir a rede atual; no entanto, ao trabalhar com a forma como todos os Portos Raiz e Portas Designadas são atribuídos, você completou o trabalho para resolver o problema do loop na rede.
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O protocolo Spanning Tree Protocol (STP) foi desenvolvido antes que os switches fossem criados para lidar com um problema que ocorreu com as redes que estavam implementando pontes de rede. STP tem duas finalidades: primeiro, evita problemas causados por loops em uma rede. Em segundo lugar, quando os laços redundantes são planejados em uma rede, o STP lida com a correção de mudanças ou falhas na rede.
A diferença entre uma ponte e um interruptor é que um interruptor funciona como uma ponte multiport; Enquanto uma ponte pode ter de duas a quatro portas, um switch parece um hub e, em uma rede corporativa, normalmente terá 12 a 48 portas. Ao passar por este capítulo, note que a tecnologia STP usa o termo pontes, quando você realmente está colocando switches (pontes multiport). No momento em que o STP foi criado, as opções não existiam. Claro como lama?
STP é um protocolo de camada 2 que transmite dados para frente e para trás para descobrir como os interruptores são organizados na rede e, em seguida, leva todas as informações que o reúne e o usa para criar uma árvore lógica. Parte da informação que o STP recebe define exatamente como todos os switches de rede estão interligados.
O STP constrói essa informação enviando pacotes de rede denominados Bridge Protocol Data Units (BPDUs ou às vezes BDUs). Essas BPDUs - ou melhor, os dados nelas - controlam o modo como STP determina a topologia da rede.
A figura a seguir mostra uma rede básica com endereços MAC simplificados de 4 dígitos para os switches. Todos os switches na rede enviarão quadros BPDU para toda a rede, mesmo que uma rede que não tenha nenhum loops. Esses pacotes, por padrão, são enviados na rede a cada dois segundos, são muito pequenos e não afetam negativamente o tráfego da rede.
Se você estiver realizando uma captura de pacotes em uma rede, no entanto, esteja ciente de que esses pacotes enchem sua tela de captura rapidamente e podem distrair ao revisar os dados capturados. O processo inicial de envio de quadros BPDU determinará qual switch será o Root Bridge e atuará como controlador ou gerente para STP na rede. Por padrão, o Root Bridge é o switch com o endereço MAC numericamente mais baixo.
Identificando as portas raiz
A BPDU, que cada comutador envia, contém informações sobre a chave e a ID da ponte que identifica de forma exclusiva o interruptor na rede. O ID da Ponte é composto por dois componentes: um valor configurável da prioridade da ponte (que é 32, 768 por padrão) e o endereço MAC do switch.
Se nenhuma das opções na sua rede tiver ajustado os valores da Prioridade da Ponte, então a opção com o endereço MAC mais baixo será a Ponte Raiz; mas se os valores da prioridade da ponte na sua rede tiverem sido modificados, a Ponte Raiz será a chave com o valor mais baixo da prioridade da ponte. A Ponte de Raiz mostrada na figura anterior é o interruptor 11: 11.
Depois que a Ponte de Raiz é identificada, todas as outras opções determinam o caminho mais rápido de si para a Ponte Raiz. Alguns switches têm mais de um caminho para a Root Bridge devido a um loop de rede. Na figura anterior, o interruptor 11: 22 tem dois caminhos, um que é dois lúpulos longe da Ponte Raiz e um que está a uma distância de distância.
Se a velocidade da tecnologia de rede for a mesma para todos os segmentos de rede, o caminho com o menor número de saltos é designado como a Porta Raiz.
O switch identificará qual das suas interfaces é a Porta Raiz. Cada tecnologia de rede possui uma velocidade nominal, portanto, com base na tecnologia de cada segmento de rede entre o switch e a Root Bridge, o switch pode calcular o custo de cada caminho disponível.
A tabela a seguir lista o custo STP associado a cada velocidade da tecnologia da rede. Observe na tabela que a taxa de dados é inversamente proporcional ao custo STP.
| Taxa de dados | Custo STP |
|---|---|
| 4 Mbps | 5, 000, 000 |
| 10 Mbps | 2, 000, 000 |
| 16 Mbps < 1, 250, 000 | 100 Mbps |
| 200, 000 | 1 Gbps |
| 20 000 | 2 Gbps |
| 10 000 | 10 Gbps |
| 2, 000 | Na figura a seguir, todas as portas raiz são identificadas. No caso de um switch ter dois caminhos para a Ponte de Raiz e cada caminho tiver o mesmo custo, então o interruptor examinará os quadros BPDU do vizinho do armário em cada um dos caminhos. O switch designará sua Porta Raiz com base no vizinho com a ID da Ponte mais baixa. |
Identificando Portas Designadas
Cada switch conhece o caminho de menor custo para levar para a Ponte Raiz, o que pode exigir a passagem de dados para a interface de outro switch. Por causa deste exemplo, o interruptor principal que está sendo usado no exemplo da chave de referência e do vizinho do vizinho alterna. A porta na próxima chave mais próxima (switch vizinho) para a Ponte Raiz que está virada para a chave de referência é chamada
Porta Designada. O switch de referência usará a Porta Designada como seu caminho para chegar à Ponte Raiz. A figura a seguir identifica todas as Portas Designadas que os switches a jusante usarão para enviar dados para a Ponte Raiz.
Bloquear Loops
Você ainda tem um problema pendente para resolver. Ainda existem loops nesta rede que ameaçam reduzir a rede atual; no entanto, ao trabalhar com a forma como todos os Portos Raiz e Portas Designadas são atribuídos, você completou o trabalho para resolver o problema do loop na rede.
Na figura imediatamente anterior a esta seção, apenas duas portas são usadas para se conectar a switches vizinhos que não são nem os Portos de Raiz nem as Portas Designadas.Como essas portas não têm qualquer função atribuída a eles, elas fazem parte de um loop na rede. Se você rever a figura, você deve identificar os loops na rede. Para resolver o problema do loop, o STP coloca essas portas sem uma função no estado de Bloqueio, o que significa que estas são
Blocking Ports. As portas de bloqueio são portas que não permitem que o tráfego seja enviado ou recebido através da porta; está bloqueando o tráfego. Essencialmente, você poderia dizer que os Portões de Bloqueio foram desativados, mas eles não estão desativados. Uma vez que as portas não estão desabilitadas, o interruptor na outra extremidade do link ainda vê o link como ativo, mas os quadros enviados por esse link (excluindo quadros BPDU) são descartados (bloqueados).
A figura a seguir mostra o diagrama STP completo, incluindo as portas de bloqueio.
