Обеспечение надежности функционирования ИТ в корпоративных сетях

Содержание

Слайд 2

Состав курса (9-ый сем): Лекции - 22 ч. Лаб.р. - 8

Состав курса (9-ый сем):
Лекции - 22 ч.
Лаб.р. -

8 ч.
Кпр.
Экзамен

Лекция №4

Информационные технологии корпоративных сетей

Слайд 3

Литература: Э.Таненбаум, Д.Уэзеролл. Компьютерные сети. 5-е издание, Питер, 2012, 955 с.

Литература:
Э.Таненбаум, Д.Уэзеролл. Компьютерные сети. 5-е издание, Питер, 2012, 955 с.
Ломовицкий В.В.

И др. Основы построения систем и сетей передачи информации: Учебное пособие для вузов. М.: Горячая линия-Телеком, 2005.-382с.

Информационные технологии корпоративных сетей

Слайд 4

Лекция № 4 (4 ч) Обеспечение надежности функционирования ИТ в КС

Лекция № 4 (4 ч)
Обеспечение надежности функционирования ИТ в КС
Избыточные связи

и алгоритм Spanning Tree
Spanning Tree Protocol.
Идентификатор моста
Стоимость маршрута
Сходимость протокола STP
Создание топологии без петель
Таймеры протокола STP

Информационные технологии корпоративных сетей

Слайд 5

Реализация современных информационных технологий в КС предполагает использование распределенных ресурсов сети.

Реализация современных информационных технологий в КС предполагает использование распределенных ресурсов сети.

Т. е. результаты работы устройств (реализующих ИТ) необходимо передавать по каналам связи КС. В то же время, классический вариант сети Ethernet строго требует наличия между любой пары узлов только одного пути прохождения сигнала. Мосты и первые коммутаторы не позволяли нарушать это правило.
Единственность пути распространения сигналов делает сеть и реализованные в ней ИТ достаточно уязвимой ( при нарушении связи в единственной линии узлы на этой линии оказываются изолированными от остальной сети).
Кроме того, сеть с «единичными» каналами связи склонна к образованию «узких мест». «Узкими местами» называют линии на передачу данных по которой претендуют несколько передатчиков (участников нескольких доменов).
Актуальной становится задача резервирования каналов связи для повышения живучести КС. Причем желательно, чтобы эта задача решалась автоматически, без участия оператора. Для решения этой задачи используют как стандартные, так и фирменные решения.

Обеспечение надежности функционирования ИТ в КС

Слайд 6

Алгоритм STA и протокол STP определены стандартом IEEE 802.1d Основная идея

Алгоритм STA и протокол STP определены стандартом IEEE 802.1d
Основная идея состоит

в автоматическом выделении из связанного графа сети с избыточными линиями связи дерева, соединяющего все узлы сети
В нормальном состоянии коммутаторы игнорируют резервные линии связи. При аварии основной линии связи коммутаторы пересчитывают граф сети и определяют новое дерево сети и связь восстанавливается.

Избыточные связи и алгоритм Spanning Tree

Слайд 7

SW1 SW2 SW3 SW4 x Избыточные связи и алгоритм Spanning Tree

SW1

SW2

SW3

SW4

x

Избыточные связи и алгоритм Spanning Tree

Слайд 8

Отсутствие поддержки STP при наличии петли в топологии КС приводит к

Отсутствие поддержки STP при наличии петли в топологии КС приводит к

циркуляции фреймов в КС.

SW1

SW2

А

Б

1

=FF-FF-FF-FF-FF-FF

1/1

1/2

1/1

1/2

Избыточные связи и алгоритм Spanning Tree

Широковещательный фрейм с МАС=FF-FF-FF-FF-FF-FF будет циркулировать в сети по замкнутому маршруту. Такая же ситуация повторяется при обработке фреймов SW2. В этом случае циркуляция фреймов будет поддерживаться в обратном направлении

Слайд 9

Петли коммутаторов - гораздо большая проблема, чем петли маршрутизации Избыточные связи

Петли коммутаторов - гораздо большая проблема, чем петли маршрутизации

Избыточные связи и

алгоритм Spanning Tree

В формате фрейма Ethernet нет поля, содержащего времени жизни фрейма, как это предусмотрено в IP- пакете – TTL. При TTL=0 пакет уничтожается.
Для прекращения циркуляции фреймов необходимо выключить питание SW или нарушить проводимость канала передачи данных.

МАС-адрес получателя

МАС-адрес отправителя

Тип фрейма

Даннные

Контрольная сумма

Слайд 10

Концепция работы STP Для создания свободной от петель топологии сети используется

Концепция работы STP

Для создания свободной от петель топологии сети используется

два основных параметра:
BID – идентификатор моста;
Стоимость маршрута
Идентификатор моста (BID)
BID – это 8 байт. Состоит из двух частей:
2 байта – Приоритет моста. Целое 16-ти битное число (0-65 535). По умолчанию = 32 768 (в десятичной системе счисления.

Приоритет моста

MAC-адрес

6 байт (на задней панели модуля
управления 16-тиричное число

2 байта

Слайд 11

Впервые протокол STP был реализован на фирме DEC. До настоящего времени

Впервые протокол STP был реализован на фирме DEC.
До настоящего времени

существует протокол STP-DEC, который отличается от IEEE версии
(CISCO поддерживают обе версии(маршрутизаторы). CATALYST 4000, 5000, 6000 – только IEEE версию).
Стоимость маршрута
Стоимость маршрута – это относительное значение расстояния между двумя мостами.
Согласно 802.1d стоимость маршрута определяется как 1000Мб/сек поделенная на пропускную способность канала этого маршрута выраженного в Мб/сек.

Концепция работы STP

Слайд 12

Например. Канал 10BaseT имеет стоимость 1000/10 =100. FastEthernet имеет стоимость 1000/100=

Например.
Канал 10BaseT имеет стоимость 1000/10 =100. FastEthernet имеет стоимость 1000/100=

10.
С развитием GigabitEthernet и АТМ возникла проблема дробных значений стоимости пути.
Сначала приняли соглашение о том, что стоимости маршрутов для всех каналов > 1Гб/сек равны 1.
В этом случае протокол не работает в Гигабитных сетях.
В IEEE-версии приняли нелинейную шкалу стоимостей пути, которую задали в виде таблицы

Концепция работы STP

Слайд 13

Концепция работы STP Catalist 5000 1.x … 2.4 используется старая шкала

Концепция работы STP

Catalist 5000 1.x … 2.4 используется старая шкала

стоимостей, в 3.1 и выше используется новая нелинейная шкала. Cat 4000 и Cat 6000используют только нелинейную шкалу.
Слайд 14

Алгоритм создания топологии без петли Реализация алгоритма STA при построении требуемой

Алгоритм создания топологии без петли

Реализация алгоритма STA при построении требуемой топологии

сети требует последовательного выполнения следующих операций:
Выбор наименьшего идентификатора корневого моста.
Выбор наименьшей стоимости маршрута к корневому мосту
Выбор наименьшего идентификатора (BID) моста-отправителя
Выбор наименьшего идентификатора порта (Port ID)
Слайд 15

При работе мостов (коммутаторов) согласно протоколу STP для обмена информации о

При работе мостов (коммутаторов) согласно протоколу STP для обмена информации о

топологии сети мосты используют специальные фреймы , которые формируются согласно мостовому протоколу BPDU.
Каждый мост анализирует фреймы BPDU. После анализа мостом сохраняется наиболее приемлимая копия BPDU.
В дальнейшем, при построении требуемой топологии сети, по приходу в порт каждого сообщения от другого моста определяется является ли это сообщение более приемлимым (по стоимости), чем хранимое портом. При положительном результате новое сообщение заменяет ранее сохраненное

Алгоритм создания топологии без петли

Слайд 16

BPDU (Bridge Protocol Data Unit) - фреймBPDU (Bridge Protocol Data Unit)

BPDU (Bridge Protocol Data Unit) - фреймBPDU (Bridge Protocol Data Unit)

- фрейм (единица данных) протоколаBPDU (Bridge Protocol Data Unit) - фрейм (единица данных) протокола управления сетевыми мостамиBPDU (Bridge Protocol Data Unit) - фрейм (единица данных) протокола управления сетевыми мостами, IEEE 802.1d, обеспечивает реализацию протокола STP (Spanning Tree Protocol).
Используется для исключения возможности возникновения петель в сетях передачи данных при наличии в них многосвязной топологии.
Используя одну физическую либо логическую связь в качестве основной, BPDU удерживает одну из доступных вторичных связей в режиме бездействия (ожидания).
Таким образом полезный трафик передаётся только по одной из доступных связей.

Алгоритм создания топологии без петли

Слайд 17

При нарушении функционирования одного из каналов (что легко наблюдается отсутствием прохождения

При нарушении функционирования одного из каналов (что легко наблюдается отсутствием прохождения

через него сообщений 802.1d) ожидающий вторичный канал автоматически включается в работу, обеспечивая непрерываемость связности в сети.
Фрейм BPDU имеет следующие поля:
Идентификатор версии протокола STA (2 байта). Коммутаторы должны поддерживать одну и ту же версию протокола STA
Версия протокола STP (1 байт)
Тип BPDU (1 байт). Существует 2 типа BPDU - конфигурационный и уведомление о реконфигурации
Флаги (1 байт)

Алгоритм создания топологии без петли

Слайд 18

Идентификатор корневого коммутатора (8 байт) Расстояние до корня (4 байта) Идентификатор

Идентификатор корневого коммутатора (8 байт)
Расстояние до корня (4 байта)
Идентификатор коммутатора (8

байт)
Идентификатор порта (2 байта)
Время жизни сообщения (2 байта). Измеряется в единицах по 0.5 сек, служит для выявления устаревших сообщений
Максимальное время жизни сообщения (2 байта). Если кадр BPDU имеет время жизни, превышающее максимальное, то кадр игнорируется коммутаторами
Интервал hello (время приветствия), интервал через который посылаются пакеты BPDU
Задержка смены состояний (2 байта). Минимальное время перехода коммутатора в активное состояние

Алгоритм создания топологии без петли

Слайд 19

Существует два типа сообщений BPDU: Конфигурационные сообщения Сообщения об изменении топологии

Существует два типа сообщений BPDU:
Конфигурационные сообщения
Сообщения об изменении топологии сети (TCN)
Далее

рассмотрим обработку мостами только конфигурационных сообщений

Алгоритм создания топологии без петли

Слайд 20

Когда сеть начинает работать, все мосты обмениваются информацией, на основании которой

Когда сеть начинает работать, все мосты обмениваются информацией, на основании которой

решаются следующие задачи:
Выбор корневого моста
Выбор корневых портов
Выбор назначенных портов

Обеспечение сходимости STP

Слайд 21

Корневым мостом выбирается мост с наименьшим BID. В нашем случае: Для

Корневым мостом выбирается мост с наименьшим BID.
В нашем случае:
Для SWA

BID= 32768.A
Для SWВ BID= 32768.В
Для SWС BID= 32768.С
Поскольку приоритеты мостов вначале все одинаковы, то корневым мостом назначается мост А – как мост с наименьшим МАС-адресом.

Обеспечение сходимости STP

Приоритет
моста

МАС –адрес

Слайд 22

В результате, необходимо определить корневой мост. Корневая борьба Сразу после включения

В результате, необходимо определить корневой мост.

Корневая борьба

Сразу после включения

питания каждый мост в поля Root ID (идентификатор корневого моста) и Sender ID (идентификатор отправителя) загружает собственные значения. Т. е. сначала каждый мост объявляет себя корневым

BPDU-B

BPDU-C

BPDU-А

Слайд 23

BPDU-B (1) BPDU-C (2) Корень Корневая борьба Пусть SWB включается первым.

BPDU-B
(1)

BPDU-C
(2)

Корень

Корневая борьба

Пусть SWB включается первым. Каждые 2 сек он отсылает

в сеть BPDU-В, объявляя себя корневым мостом. Через некоторое время включается SWC и пытается назначить себя корневым мостом. Когда BPDU-С достигнут SWB, то они будут уничтожены (дропнуты), т.к. ID SWB меньше, чем ID SWС. Когда SWC получит BPDU-В, то SWC обозначит SWB как корневой. И с этого момента SWC будет подставлять в поле Root ID BPDU-С идентификатор SWB. Коммутаторы придут к соглашению: «Корневым мостом является SWB.
Слайд 24

BPDU-B (1) BPDU-А (3) Корень Корневая борьба Через некоторое время включается

BPDU-B
(1)

BPDU-А
(3)

Корень

Корневая борьба

Через некоторое время включается SWA и устанавливает себя корневым

мостом. Как только BPDU SWC и SWB, где в поле Root ID установлен идентификатор SWB, достигнут SWA, то они будут уничтожены, т.к. ID SWA меньше, чем ID SWB. В свою очередь SWA, будет генерировать BPDU, где в полях Root ID и Sender ID будет установлен ID SWA. После получения этих сообщений, в BPDU, которые генерирует SWB, в поле Root ID будет установлен ID SWA (т.к. ID SWA меньше ID SWB). Аналогично будет сформировано BPDU SWC.
Слайд 25

Корень Корневая борьба Все три моста будут отправлять BPDU, у которых

Корень

Корневая борьба

Все три моста будут отправлять BPDU, у которых в

Root ID будет один идентификатор SWA (ID SWA), а в поле Sender ID – собственное значение ID. Корневой коммутатор – SWA. Корневая борьба заканчивается.
Слайд 26

Выбор корневых портов (Root port) Ближайшие к корневому мосту порты некорневых

Выбор корневых портов (Root port)

Ближайшие к корневому мосту порты некорневых

мостов назначаются корневыми портами. Каждый некорневой мост должен иметь корневой порт.
Для определения степени близости одного моста к другому используется рассмотренное ранее понятие стоимости маршрута.
Совокупная стоимость всех каналов к корневому мосту называется корневой стоимостью
Слайд 27

Выбор корневых портов (Root port)

Выбор корневых портов (Root port)

Слайд 28

Корень Выбор корневых портов Будем считать, что сеть работает по технологии

Корень

Выбор корневых портов

Будем считать, что сеть работает по технологии FastEthernet

(Catalist версии 2.4 и выше), тогда корневая стоимость 1/1 будет 19. Дальше SWB будет в отправленных сообщениях использовать корневую стоимость=19

Когда SWA отправляет BPDU он указывает в них стоимость =0.

При получении такого сообщения SWB добавляет к корневой стоимости порта 1/1 стоимость маршрута от корня до порта 1/1.

Слайд 29

Корень Выбор корневых портов Когда сообщение BPDU от SWB получит SWC,

Корень

Выбор корневых портов

Когда сообщение BPDU от SWB получит SWC, то

значение корневой стоимости для порта 1/2 определится =19+19=38.
SWC должен выбрать корневой порт: MC1/1=19; MC1/2=38. Порт 1/1 назначается корневым портом

С другой стороны на 1/1 приходит сообщение от корневого моста со стоимостью 0. SWC увеличивает значение стоимости до 19.

Слайд 30

Корень Выбор корневых портов Далее значение корневой стоимости 19 будет отправлено

Корень

Выбор корневых портов

Далее значение корневой стоимости 19 будет отправлено SWC

другим коммутаторам. SWB примет это сообщение и определит стоимость пути до корневого моста для своего порта 1/2 равным 38. Т. е. для SWB корневым портом станет 1/1.

МС=19

МС=19

МС=19

Стоимость пути в протоколе STP увеличивается при получении мостом сообщения BPDU, а не при отправке (внутри коммутатора)

Слайд 31

Следует различать стоимость маршрута корневую стоимость моста. Стоимость маршрута – численное

Следует различать стоимость маршрута корневую стоимость моста.
Стоимость маршрута – численное значение

назначенное каждому порту в процессе обмена BPDU.
При получении BPDU значение стоимости пути, назначенное для порта, складывается со стоимость указанной в сообщении.
Корневая стоимость – это общая стоимость маршрута от текущего моста до корневого моста. В сообщении BPDU для хранения и передачи корневой стоимости отведено специальное поле.
При получении коммутатором сообщения BPDU значение из указанного поля складывается со значением стоимости маршрута, назначенным для порта, который получил сообщение.

Выбор корневых портов

Слайд 32

Каждый сегмент сети должен иметь хотя бы один назначенный порт. Функцию

Каждый сегмент сети должен иметь хотя бы один назначенный порт.
Функцию назначенного

порта выполняет обычный порт моста, который осуществляет трафик между сегментом сети и корневым мостом.
Основной идеей STP является нарушение условия возникновения замкнутых петель в сети, если выполняется требование - для каждого сегмента сети трафик сегмента обрабатывает только один порт (назначенный).
Критерием выбора назначенного порта является стоимость маршрута к корневому мосту ( корневая стоимость)

Выбор назначенных портов

Слайд 33

SWА SWВ SWС 1/1 1/1 1/1 1/2 1/2 1/2 Сегмент 1

SWА

SWВ

SWС

1/1

1/1

1/1

1/2

1/2

1/2

Сегмент 1

Корень

Сегмент 2

Сегмент 3

Выбор назначенных портов

Для корневого моста каждый активный

порт становится назначенным портом (исключением являются физические петли к корневому мосту, например, два порта корневого моста подключаются к одному концентратору или два порта соединены кабелем).
Определили назначенные порты в сегментах 1 и 2.
Рассмотрим сегмент 3. Порты 1/2 SWB и 1/2 SWC имеют одинаковое стоимости . В этом случае STP выполняет следующую последовательность операций.
Слайд 34

SWА SWВ SWС 1/1 1/1 1/1 1/2 1/2 1/2 Сегмент 1

SWА

SWВ

SWС

1/1

1/1

1/1

1/2

1/2

1/2

Сегмент 1

Корень

Сегмент 2

Сегмент 3

Выбор назначенных портов

Выбор наименьшей стоимости маршрута к

корневому мосту.
В нашем случае и для SWB и для SWC стоимость пути до SWA равна 19. Выбор осуществить невозможно.
2. Выбор наименьшего идентификатора моста-отправителя (BID)
BID (SWB)=32768.BB-BB-BB-BB-BB-BB
BID(SWC)=32768.CC-CC-CC-CC-CC-CC
Т.к. BID (SWB)

Назначенный порт

Слайд 35

SWА SWВ SWС 1/1 1/1 1/1 1/2 1/2 1/2 Сегмент 1

SWА

SWВ

SWС

1/1

1/1

1/1

1/2

1/2

1/2

Сегмент 1

Корень

Сегмент 2

Сегмент 3

Создание топологии без петель

Порты определенные как корневые и

назначенные передают данные по сети. Порты определенные как не назначенные (обычные) блокируют передачу данных.

Назначенный порт

Слайд 36

Возможные состояния мостов ( согласно протоколу STP) Сразу после включения все

Возможные состояния мостов ( согласно протоколу STP)

Сразу после включения все порты

переходят в состояние блокировка и обмениваются только сообщениями BPDU.
Переход в состояние прослушивание происходит в ответ на некоторое событие (отсутствие BPDU определенное время)
Слайд 37

В режиме прослушивания мосты обмениваются только сообщениями BPDU. Порты которые в

В режиме прослушивания мосты обмениваются только сообщениями BPDU. Порты которые в

течение 15 сек оставили за собой статус корневых или назначенных портов переходят в состояние изучения топологии и в последующие 15 сек занимаются построением таблицы коммутации.
Если мосты к концу периода все еще сохраняют статус корневого или назначенного, происходит переход в состояние передачи информации и начинается полноценный обмен информацией между пользователями

Возможные состояния мостов ( согласно протоколу STP)

Слайд 38

Диаграмма состояний порта Передача данных Изучение топологии Выклю-чено Блокиров-ка Прослуши-вание 1

Диаграмма состояний порта

Передача данных

Изучение топологии

Выклю-чено

Блокиров-ка

Прослуши-вание

1

2

2

2

2

5

7

3

4

5

6

1

-Включение

2

-Выключение

4

3

-Состояние
порта
Корневой
или
назначенный

4

-Порт перестает

быть корневым
или назначенным

5

-Таймер передачи
истек

Особые состояния

6

- PortFast

7

- UplinkFast

Слайд 39

Символьные обозначения состояния портов согласно STP (статус и состояние портов) SWА

Символьные обозначения состояния портов согласно STP (статус и состояние портов)

SWА

SWВ

SWС

1/1

1/1

1/1

1/2

1/2

1/2

F

B

F

F

F

F

F

F

B

-Передача данных

-Блокировка

-Назначенный

порт

-Корневой порт

-Не назначенный порт

Слайд 40

Таймеры протокола STP Для контроля длительности интервалов работы STP в различных

Таймеры протокола STP

Для контроля длительности интервалов работы STP в различных режимах

в STP реализовано 3 таймера.
Слайд 41

Hello –счетчик таймера контролирует время между отправлениями BPDU только корневого моста.

Hello –счетчик таймера контролирует время между отправлениями BPDU только корневого моста.

Другие мосты отправляют сообщения, после того как получат и обработают сообщение BPDU (от соседних мостов).
Т.е. если в результате неисправности сети на период времени от 2 до 20 сек перестают поступать сообщения BPDU, то некорневые мосты перестают распространять сообщения на указанный период времени.
Если время отсутствия превышает 20 сек, то мост признает недействительным сохраненный BPDU и начинает поиск нового корневого моста.
Max Age – контролирует время хранения BPDU до их удаления. Пока каждые 2 сек мост получает поток сообщений BPDU копия наиболее приемлемого сообщения хранится мостом отдельно

Таймеры протокола STP

Слайд 42

Таймеры протокола STP SWА SWВ SWС 1/1 1/1 1/1 1/2 1/2

Таймеры протокола STP

SWА

SWВ

SWС

1/1

1/1

1/1

1/2

1/2

1/2

F

B

F

F

F

F

F

Пусть в сегменте 3 порт 1/2 SWB неисправен, мост

SWC зафиксировал отсутствие BPDU от SWB. Через 20 сек информация о том, что SWB имеет наилучший назначенный порт сегмента 3 устаревает. В этом случае порт 1/1 SWC переходит в состояние прослушивания, чтобы присвоить себе статус назначенного порта. Далее т.к. Порт 1/2 SWC становится наиболее приемлемым с точки зрения маршрута к сегменту 3 и переходит в режим передачи данных

Сегмент 3

х

Слайд 43

Таймеры протокола STP SWА SWВ SWС 1/1 1/1 1/1 1/2 1/2

Таймеры протокола STP

SWА

SWВ

SWС

1/1

1/1

1/1

1/2

1/2

1/2

F

F

F

F

F

F

F

Пусть в сегменте 3 порт 1/2 SWB неисправен, мост

SWC зафиксировал отсутствие BPDU от SWB. Через 20 сек информация о том, что SWB имеет наилучший назначенный порт сегмента 3 устаревает. В этом случае порт 1/1 SWC переходит в состояние прослушивания, чтобы присвоить себе статус назначенного порта. Далее т.к. Порт 1/2 SWC становится наиболее приемлемым с точки зрения маршрута к сегменту 3 и переходит в режим передачи данных. (20+15+15=50сек) 20 –хранение, 15-прослушивание, 15- изучение топологии.

Сегмент 3

х

Слайд 44

Таймеры протокола STP SWА SWВ SWС 1/1 1/1 1/1 1/2 1/2

Таймеры протокола STP

SWА

SWВ

SWС

1/1

1/1

1/1

1/2

1/2

1/2

F

F

F

F

F

F

F

Если неисправность возникает в сегменте с корневым портом, то

необходимость ожидания 20 сек отпадает. Вместо ожидания порт 1/2 SWC немедленно переходит в прослушивание и пытается установить себя корневым портом. Время сходимости STP уменьшается до 30 сек.
Существует два правила работы с таймерами:
Не изменять по возможности стандартные значения таймера
Модифицировать значения таймера можно только на корневом мосту.

Сегмент 3

х

Слайд 45

Использование STP в корпоративных сетях Рассмотрим более сложную топологию сети, содержащую

Использование STP в корпоративных сетях

Рассмотрим более сложную топологию сети, содержащую сегменты

FastEthernet (стоимость 19) и сегмента 10BaseT (стоимость 100)

SW1

SW2

SW3

SW4

SW6

SW5

SW7

100

19

19

19

19

19

19

19

19

19

19

19

Пусть в результате корневой борьбы статус коневого моста получил SW4, тогда в результате работы STP может получится следующая древовидная структура, содержащая 4 ветви.

Слайд 46

Использование STP в корпоративных сетях Ветвь А SW1 SW2 SW3 SW4

Использование STP в корпоративных сетях

Ветвь А

SW1

SW2

SW3

SW4

SW6

SW5

SW7

Если станция А передает данные станции

В, то поток информации проходит через 4 коммутатора (хотя физическое соединение между SW6 и SW7 присутствует.
Выбор корневого моста существенным образом влияет на эффективность информационного обмена в корпоративных сетях.

Ветвь Б

Ветвь В

Ветвь Г

WSA

WSB

Слайд 47

Использование STP в корпоративных сетях Ветвь А SW1 SW2 SW3 SW4

Использование STP в корпоративных сетях

Ветвь А

SW1

SW2

SW3

SW4

SW6

SW5

SW7

Назначение корневого моста не следует отдавать

на волю результата неконтролируемой коневой борьбы.

Ветвь Б

WSA

WSB

Получение SW1 статуса корневого моста приводит к созданию логического дерева с двумя ветвями. Поток информации между станциями А и В будет проходить через 7 коммутаторов.

Слайд 48

Например, если SW1 является маршрутизатором (MGS или AGS) программной коммутации 10000

Например, если SW1 является маршрутизатором (MGS или AGS) программной коммутации 10000

пакетов в сек. Остальные 6 устройств - коммутаторы Cat-5500 или Cat-6000 (1000 000 кадров в сек). При такой конфигурации корневым устройством станет MGS, т.к. BID для него будет наименьшим. MAC-адрес для Cat имеет вид 00-10-FF-… или 00-Е0-F9-… . Маршрутизаторы Cisco традиционно имеют MAC-адрес который начинается как 00-00-0С- … . Следовательно MGS всегда будет выигрывать корневую борьбу.
Очевидно, что необходимо обеспечивать административный контроль за результатами корневой борьбы (изменяя параметры мостов).
Наиболее удачным считается расположение корневого моста в центре топологической структуры сети.

Использование STP в корпоративных сетях

Слайд 49

Определение местоположения корневого моста в сети Ручная настройка корневого моста –

Определение местоположения корневого моста в сети

Ручная настройка корневого моста – необходима.
В

действительности необходимо устанавливать один основной мост и один резервный мост. Это позволяет прогнозировать поведение сети по крайней мере на одну аварию.
Для настройки корневого моста используют два способа:
с помощью команды set spantree priority
с помощью команды set spantree root
Корневым мост становится, если его BID меньше, чем у остальных мостов в сети.
Можно контролировать МАС-адрес, но конструктивнее изменить приоритет моста.
Изменение приоритета моста с 32768 (по умолчанию) на 32767 всегда позволяет получить мосту статус корневого.
Слайд 50

Определение местоположения корневого моста в сети Изменение приоритета моста осуществляется с

Определение местоположения корневого моста в сети

Изменение приоритета моста осуществляется с помощью

команды
set spantree priority 32767 [VLAN]
VLAN – параметр необязательный, однако на практике его указывать необходимо ( если не указать VLAN, то по умолчанию принимается VLAN=1)
Пример. Пусть необходимо назначить корневым SW4. С помощью TelNet соединяемся с SW4 и набираем команду
set spantree priority 100 1
Команда снижает приоритет моста до 100, что позволяет ему гарантированно получить статус корневого.
Далее необходимо назначить резервный корневой мост, на случай выхода из строя SW4. Сделаем резервным корневым портом SW2
set spantree priority 200 1
Слайд 51

Определение местоположения корневого моста в сети Пока коммутатор SW4 активен SW2

Определение местоположения корневого моста в сети

Пока коммутатор SW4 активен SW2 никогда

не получить статус корневого моста.
Как только SW4 выйдет из строя, SW2 гарантированно победит в корневой борьбе и получит статус корневого.
Команду show, которая показывает значение приоритета корневого моста, можно использовать для диагностики сети.
Если она показывает значение приоритета корневого моста равное 200, то это значит, что основной корневой мост в данный момент времени находится в неисправном состоянии
Слайд 52

Использование set spantree root Это не одиночная команда, а макрос выполняющий

Использование set spantree root

Это не одиночная команда, а макрос выполняющий

несколько элементарных операций.
Чтобы назначить один из коммутаторов корневым мостом для VLAN1 необходимо выполнить следующие операции

SW4

set spantree root 1

По этой команде SW4 просматривает текущее значение приоритета.
Если это значение больше 8192, то новое значение приоритета определится равным 8192.
Если это значение меньше 8192, то новое значение приоритета определится равным на 1 меньше текущего значения приоритета. (например, если текущее значение приоритета 100, то новое значение определится равным 99.

Слайд 53

Использование set spantree root Чтобы назначить резервный корневой порт необходимо выполнить

Использование set spantree root

Чтобы назначить резервный корневой порт необходимо выполнить

следующую команду

SW1

set spantree root 1 secondary

По этой команде SW1 уменьшит текущее значение приоритета до величины 16384.
Очевидно, что это значение приоритета обеспечит для SW1 победу в корневой борьбе только после выхода из строя основного корневого моста ( 8192 < 16384 < 32867).
Рекомендуется для использования макрос set spantree root, т.к. он использует для настройки значения, определенные в спецификациях стандарта 802.1d, а не произвольные.

Слайд 54

SPT и виртуальные сети Устройства Cisco позволяет назначить по одному связующему

SPT и виртуальные сети

Устройства Cisco позволяет назначить по одному связующему дереву

на каждую VLAN

SW1

SW2

SW3

SW4

SW6

SW5

SW7

WSA

WSB

SW1

SW2

SW3

SW4

SW6

SW5

SW7

WSA

WSB

VLAN2

VLAN3

Слайд 55

Балансировка нагрузки с помощью STP Для решения задач управления нагрузкой в

Балансировка нагрузки с помощью STP

Для решения задач управления нагрузкой в сетях

c помощью STP необходимо выполнение следующих условий:
Топология сети должна содержать петли;
В сети должно быть назначено несколько VLAN.

VLAN2

VLAN3

Слайд 56

Балансировка нагрузки выбором корневого моста Для указанной топологии сети рабочие станции

Балансировка нагрузки выбором корневого моста

Для указанной топологии сети рабочие станции SWC

имеют двойную доступную скорость доступа к серверам (для VLAN2 к S1, для VLAN3 к S2).
Для VLAN2 SWC имеет два пути к корневому мосту (1/1 SWC-19 и 1/2 SWC-38), т.о. трафик VLAN2 к серверам следует через корневой порт 1/1. Аналогично трафик VLAN3 к серверам следует через корневой порт 1/2.

SWС

SWA

SWB

Корневой
мост VLAN2

1/1

1/2

1/1

1/1

1/2

1/2

Корневой
мост VLAN3

19

19

19

S2

S1

Оба канала активны и передают пользовательский трафик. При появлении неисправности VLAN будут делить один канал (например, при выходе из строя 1/1 SWC доступ к S1 будет осуществляться через 1/2 )

Слайд 57

Балансировка нагрузки выбором корневого моста Сервер отдела продаж Сервер ОК Сat-1

Балансировка нагрузки выбором корневого моста

Сервер отдела продаж

Сервер ОК

Сat-1 (enable) set spantree

priority 100 2
Сat-6 (enable) set spantree priority 100 3

SW1

SW2

SW3

SW4

SW5

SW6

SW1

SW2

SW3

SW4

SW5

SW6

VLAN ОК

VLAN отдела продаж

Слайд 58

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов Рассмотрим параллельное включение коммутаторов

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов

Рассмотрим параллельное включение коммутаторов

на которых реализованы две VLAN.
Рассматриваем VLAN2.
SWB –корневой мост. Для SWA надо назначить корневой порт. Порт 1/1 и 1/2 имеют одинаковые значения корневой стоимости (19). Возникает неопределенность – какой из портов будет корневым.
Следующий шаг – оценивается BID (значение идентификатора моста) моста отправителя. SWA получает от SWB одинаковый BID (100.B). Неопределенность не снята.
После этого SWA начинает оценивать значение идентификатора порта (PID), которое считывается из BPDU, которое отправляет SWB.

VLAN2

VLAN3

Слайд 59

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов Формат идентификатора порта (PID)

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов

Формат идентификатора порта (PID)

имеет следующий вид:

Приоритет порта

6 бит

10 бит

Номер порта

Параметры приоритета порта имеют значения: 0-63
Предустановленное по умолчанию равно 32.
Номера портов могут иметь 1024 значений.
Стандарт 802.1d предусматривает использование для значений номеров портов 8 бит. Cisco (Cat 5500) использует для нумерации портов 10 бит.
Порт 1/1 соответствует номеру порта – 1
Порт 1/2 соответствует номеру порта – 2

Слайд 60

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов Рассматриваем VLAN2. Порт 1/1

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов

Рассматриваем VLAN2.
Порт 1/1

SWA принимает от SWB BPDU, в котором значение PID=0x 8001.
Порт 1/2 SWA принимает от SWB BPDU, в котором значение PID=0x 8002.
Т.к. 0х 8001 < 0x 8002, то порт 1/1 SWA получает статус корневого, а порт 1/2 переходит в состояние блокировки

Х

VLAN2

Слайд 61

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов Рассматриваем VLAN3. Корневой мост

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов

Рассматриваем VLAN3.
Корневой мост -

SWA
Порт 1/1 SWB принимает от SWA BPDU, в котором значение PID=0x 8001.
Порт 1/2 SWB принимает от SWA BPDU, в котором значение PID=0x 8002.
Т.к. 0х 8001 < 0x 8002, то порт 1/1 SWB получает статус корневого, а порт 1/2 переходит в состояние блокировки
Слайд 62

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов Х Х VLAN2 VLAN3

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов

Х

Х

VLAN2

VLAN3

Таким образом, для передачи

всего трафика VLAN2 и VLAN3 используется канал 1/1 – 1/1, канал 1/2 - 1/2 простаивает и подключается только при аварии на первом канале.
Слайд 63

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов SWВ SWА 1/1 1/1

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов

SWВ

SWА

1/1

1/1

1/2

1/2

19

19

SWВ

SWА

1/1

1/1

1/2

1/2

19

19

Х

Х

VLAN2

VLAN3

Осуществить разделение нагрузки на

два канала можно, подключив кабели перекрестно

Такой подход неконструктивен с точки зрения масштабирования.

Слайд 64

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов Балансировку нагрузки для рассматриваемой

Балансировка нагрузки c помощью установки приоритета портов

Балансировку нагрузки для рассматриваемой

схемы (без изменения топологии сети) можно реализовать используя команды конфигурирования мостов, которые изменяют приоритеты портов.
- Предыдущая
VPN. Общие сведения VPN. Протоколы
Следующая -
Текст - логика и физика

Похожие презентации

Бумажная пластика - презентация для начальной школы
Издержки фирмы
Креативная парковая полоса
Культура Китая Выполнила Биер Анастасия ученица МОУ СОШ №13 10 класса
Игры и развлечения на воде, применяемые на различных этапах обучения
Презентация "Готический стиль" - скачать презентации по МХК
Нормирование точности деталей вал и стакан цилиндрического двухступенчатого редуктора
Загрязнения Каспийского моря нефтью и нефтепродуктами
Презентация на тему "Диагностика инновационного потенциала личности" - скачать презентации по Педагогике
Разрезы (вырезы) на аксонометрических изображениях деталей. 8 класс
Распространенные заболевания человека
Тәулсіз қазақстанның сыртқы саясатының доктринасы
Кривошипно-шатунный механизм
Сучасне теплове обладнання (Експрес-кавоварки)
Лекція 8. Українська культура другої половини XX століття
Історія української культури
Христианство. Распространение христианства в мире
Существующие системы контроля технического состояния автосцепного устройства
Улан-Удэ, 2009. - презентация
Резьба. Крепёжные изделия
КОВАЛЕВСКАЯ Софья Васильевна (1850-1891)
Турбо Паскаль
Введение в религиоведение
Разработка главных страниц и пользовательских элементов управления
Königsberger
Проф. д-р Иван Козовски Управител на Медицински център за асистирана репродукция “Варна” ООД
Графические возможности яп VB
Композиционные и оксидные проводящие материалы
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть