Wiadomość Configuration BPDU – Jest rozgłaszana przez przełącznik pełniący rolę root-a.
Flaga TC(Topology Change) – Nakazuje zmianę domyślnego czasu „Aging Time” (Czas automatycznego opróżniania tablicy „MAC address table”) z domyślnych 300 sekund, do wartości czasu „Forward Delay” czyli 15 sekund (Dokonana zmiana jest przejściowa i trwa 35 sekund).
Wiadomości TCN BPDU (Topology Change Notification) – Informuje o zaistnieniu zmiany w topologii sieciowej.
Działanie protokołu STP w przypadku braku zmian w topologii sieciowej
Przełącznik pełniący rolę root-a wysyła wiadomość BPDU z zerową wartością „Root Patch Cost”.
Bezpośrednio przylegające do root-a przełączniki odpierają wiadomości BPDU, zmieniają wartość BID nadawcy na swój numer BID jak i dodają do wartości „Root Patch Cost” własną wartość „Patch Cost” interfejsu, na którym została odebrana ramka BPDU.
Krok pierwszy oraz drugi jest powtarzany do momentu wykrycia zmiany w topologii sieciowej (Np. zmiany wartości RID).
Proces aktualizacji protokołu STP po zmianie topologii sieciowej (Direct Topology Changes)
Proces „Direct Topology Changes” zachodzi w sytuacji, w której interfejs przełącznika, przechodzi z trybu „Forwarding” do trybu „Blocking / Disabled State” bądź z innego trybu protokołu STP do trybu „Forwarding State”.
Po zmianie stanu interfejsu, przełącznik automatycznie wysyła wiadomość TCN BPDU przez root port do root-a. Wiadomość ta pełni jedynie rolę informacyjną, dlatego nie zawiera żadnych danych na temat zaszłych w topologii sieciowej zmian (Wiadomości TCN BPDU są przenoszone jedynieprzez interfejsy pracujące w trybie Root port).
W odpowiedzi na otrzymaną wiadomość TCN BPDU, sąsiedni przełącznik odsyła do nadawcy wiadomość Configuration BPDU z flagą TCA. jednocześnie dalej propagując otrzymaną wiadomość TCN BPDU przez root port.
Po otrzymaniu wiadomości TCN BPDU, przełącznik pełniący rolę root-a rozpoczyna propagowanie wiadomości Configuration BPDU z flagę TC. Nakazuje ona zmianę domyślnego czasu „Aging Time” (Czas automatycznego opróżniania tablicy „MAC address table”) z domyślnych 300 sekund do wartości czasu „Forward Delay” czyli 15 sekund (Dokonana zmiana jest przejściowa i trwa 35 sekund).
Przełącznik na którym nastąpiła zmiana stanu interfejsu, cały czas wysyła wiadomości TCN BPDU zgodnie z skonfigurowanym czasem „Hello”, dopóki nie otrzyma odpowiedzi od root-a.
Po otrzymaniu odpowiedzi od root-a, przełącznik zapisuje wiadomość BPDU jako „Best BPDU” a tym samym uznaje dany interfejs za root port, rozpoczynając proces przenoszenia portu ze stanu „Blocking” na stan „Forwarding”.
Jeżeli wadliwy interfejs pełnił podczas awarii funkcje RP, wiadomość TCN BPDU nie zostanie wysłana, ponieważ bez wsparcia zawansowanych funkcji takich jak „UplinkFast”,urządzenie nie jest świadome istnienia zapasowej drogi do przełącznika pełniącego rolę root-a.
Czas trwania całego procesu wynosi 2x15 sekund, czyli w sumie 30 sekund.
Proces „Direct Topology Changes” aktywuje zmianę domyślnego czasu „Aging Time”, co wywołuję znaczący wzrost ramek „Unkown Unicast” oraz „broadcast” a tym samym zwalnia procesy sieciowe.
W przypadku przejścia interfejsu ze stanu „up” do stanu „down”, przełącznik usuwa ostatnio otrzymaną ramkę BPDU „Best BPDU” uznając ją za nieaktualną.
Direct Topology Changes
Proces aktualizacji protokołu STP po zmianie topologii sieciowej (Indirect Topology Changes)
Proces „Indirect Topology Changes” zachodzi w sytuacji, w której do przełącznika sieciowego przestaną nadchodzić wiadomości „superior BPDU”, na interfejsie pełniącym rolę root port.
Po utracie interfejsu pełniącego rolę root port, przełącznik przestaje otrzymywać wiadomości Configuration BPDU, ponieważ inne blokowane interfejsy sieciowe nie przenoszą wiadomości protokołu STP. Tym samym urządzenie ogłasza się root-em rozgłaszając własne wiadomości Configuration BPDU do swoich sąsiadów.
Sąsiedni przełącznik po otrzymaniu wiadomości Configuration BPDU uzna je za mniej ważne (Inferior BPDU), ponieważ otrzymuje on jednocześnie wiadomości Superior BPDU od prawowitego root-a. W takiej sytuacji sąsiedni przełącznik będzie czekał około 20 sekund (Czas upływu Max Age Time) po czym rozpocznie proces przenoszenia blokowanego interfejsu z stanu „Blocking State” do stanu „Forwarding State”.
Przełącznik, którego połączenie z root-em zostało przerwane, po upływie około 20 sekund zacznie otrzymywać wiadomości superior BPDU, z blokowanego wcześniej połączenia. Przez co uzna inny przełącznik za root-a, samemu rozpoczynając proces zmiany roli interfejsu z Designated Port do Root Port.
Proces zmiany topologii sieciowej pod względem czasu wygląda następująco: 20 sekund czasu„Max Age” + oczekiwanie na wiadomość konfiguracyjną Configuration BPDU 2sekundy+ przejście z stanu „Listening State” do stanu „Learning State” oraz stanu „Learning State” do stanu „Forwarding State”2x15sekund co w sumie daje 52s.
Indirect Topology Changes
Proces aktualizacji protokołu STP po zmianie topologii sieciowej (Insignificant Topology Changes)
Po podłączeniu do przełącznika nowego komputera PC lub po jego ponownym uruchomieniu, interfejs przechodzi ze stanu „down” do stanu „up”, a tym samym rozpoczyna proces wysyłania wiadomości TCN BPDU pomiędzy wszystkimi przełącznikami w sieci. Oprócz dodatkowego ruchu proces ten wywołuję zmianę domyślnego czasu „Aging Time” z 300 sekund do czasu „Forward Delay” 15 sekund. Pomimo faktu, że w sieci nie doszło do żadnej istotnej zmiany.
Włączanie i wyłączanie wielu komputerów w sieci powoduje znaczący wzrost zbędnego ruchu sieciowego, aby ograniczyć to zjawisko, należy zaimplementować funkcję „PortFast” na interfejsach podłączonych do urządzeń końcowych.
Dodaj komentarz