NetCLI

Blog

  • (T) Teoria protokołu MST*

    (T) Teoria protokołu MST*

    Teoria protokołu MST

    Historia protokołu MST

    • Historycznie ustandaryzowana wersja protokołu MST (802.1s), wywodzi się z wstępnej wersji protokołu MISTP stworzonej przez firmę Cisco. W przeciwieństwie do protokołu MST wysyłała ona niezależne widomości BPDU dla każde ze skonfigurowanych instancji MSTI.

    Podstawowe informacje na temat protokołu MST

    • Opiera swoje działanie na protokole RSTP.
    • Jest wstecznie kompatybilny z protokołami CST, RSTP jak i PVST+.

    Budowa wiadomości BPDU protokołu MST

    • Wiadomość BPDU protokołu MST składa się z dwóch części – Podstawowej przenoszącej informacje protokołu RSTP dla domyślnej instancji IST (MSTI 0) jak i rozszerzonej (MST Extension) zawierającej informacje protokołu RSTP względem poszczególnych instancji MSTI (MST 1,2…n). Poszczególne pola BPDU MST Extension wyglądają następująco:
      • MST Config ID Format Selector (1 Byte).
      • MST Config Name (32 Bytes) – Określa nazwę danego regionu MST.
      • MST Config Revision (2 Bytes) – Określa wartość Revision Number danego regiony MST.
      • MST Config Digest (16 Bytes) – Określa wartość, identyfikującą dany region MST (Suma kontrolna).
      • CIST Internal Root Path Cost (4 Bytes).
      • CIST Bridge Identifier (8 Bytes).
      • CIST Remaining Hops (1 Byte).
      • MSTI Instance-ID (16 Bytes) – Określa konfigurację protokołu RSTP względem danej instancji MSTI.
        • MSTI Flags (1 Byte) – Określa flagi protokołu RSTP względem danej instancji MSTI.
        • MSTID (2 Bytes) – Określa wartość Revision Number względem danej instancji MSTI.
        • Regional Root (6 Bytes) – Określa adres MAC root-a, danej instancji MSTI.
        • Internal Root (4 Bytes) – Określa koszt dotarcia do root-a względem danej instancji MSTI.
        • Bridge Identifier Priority (1 Byte).
        • Port Identifier Priority (1 Byte).
        • Remaining Hops (1 Byte).
    Budowa wiadomości BPDU protokołu MST 
    Wiadomości BPDU protokołu MST są oznaczone numerem „Protocol Version Identifier” 3 (STP 0, RSTP 2, MST 3).
    Wszelkie zmiany dotyczące czasów protokołu RSTP mogą być dokonane jedynie względem głównej instancji IST.
    W przypadku interfejsów dostępowych (Access) wiadomości BPDU protokołu MST, będą zawierały informację dotyczące instancji MSTI, do której należy sieć VLAN przypisana do określonego interfejsu jak i informacje dotyczące głównej instancji IST (MSTI 0).

    Regiony MST (MST Regions)

    • Protokół MST opiera swoje działanie na regionach – Aby przełącznik mógł należeć do tego samego regionu, następujące wartości muszą się zgadzać (Na podstawie poniższych atrybutów wyliczana jest wartość „MST Config Digest”):
      • MST Configuration Name (32 znaki).
      • MST Configuration Revision Number (od 0 do 65535).
      • MST Instance-to-VLAN Mapping Table (4094).
    Protokół MST w zależności od platformy sprzętowej może wspierać do 16 bądź więcej instancji protokołu MST.
    • Pojęcia dotyczące regionów protokołu MST:
      • IST (Internal Spanning Tree) – Definiuje domyślną instancję protokołu MST (MSTI 0).
      • MSTI (MST Instance)– Definiuje pojedynczą instancję protokołu MST, mapowaną do pojedynczej domyślnej instancji IST (Domyślna instancji MST 0 nie zalicza się do groma instancji MSTI).
      • M-record – Pole wiadomości BPDU instancji IST zawierające informacje dotyczące zmapowanych instancji MSTI.
      • Boundary Switch – Przełącznik graniczny pomiędzy wieloma regionami protokołu MST.
      • CIST (Common and Internal Spanning Tree)– Główna między regionalna instancja protokołu MST.
    • Zasięg regionów protokołu MST:
      • Intra Region – Wewnątrz jednego regionu protokołu MST, przełączniki mają pełen obraz topologii względem wszystkich skonfigurowanych instancji MSTI.
      • Inter Region – Poszczególne regiony MST znają jedynie swoją wewnętrzną strukturę, widząc inne regiony jako wirtualne instancje protokołu MST (Virtual Bridges). W takiej sytuacji kalkulacja sieci wolnej od pętli, wymaga elekcji Inter-regionalnego Root-a oraz określenia stanu połączeń pomiędzy regionami (Komunikacja pomiędzy regionami odbywa się jedynie za pośrednictwem Intra-regionalnego root-a).
    Poszczególne instancję MSTI, są przypisane do pojedyńczego regionu MST (Jak i głównej instancji IST), tym samym nie mają żadnego wpływu na inne instancje pochodzące z innych regionów protokołu MST.
    Struktura sieci zawierającej wiele regionów protokołu MST

    Podstawowe zasady dotyczące komunikacji między regionalnej

    • Instancja CIST łączy ze sobą wszystkie regiony protokołu MST, prowadząc własną elekcję przełącznika pełniącego rolę root-a (CIST Root) jak i określając role poszczególnych interfejsów łączących przełączniki graniczne (Boundary Switch).
    • Oprócz elekcji głównego root-a całej instancji CIST, protokół MST prowadzi niezależne, wewnętrzne elekcje dla każdego regionu z osobna. Role root-a wewnątrz regionu przejmuje lokalny root głównej instancji IST (CIST Regional Root).

    Wsteczna kompatybilność protokołu MST

    • W przypadku wykrycia wiadomości BPDU w wersji innej niż MST, interfejs sieciowy zostaje przeniesiony w tryb zgodności z wykrytym protokołem STP. W takim przypadku główna instancja IST przejmuje rolę nadrzędną podporządkowując sobie resztę skonfigurowanych instancji protokołu MST. Przykładowo jeżeli interfejs sieciowy głównej instancji IST działa w trybie Blocking Port, to użycie wskazanego trybu zastanie również wymuszone na innych instancjach MSTI względem określonego interfejsu sieciowego.
    • W przypadku łączenie topologii protokołu MST z innymi protokołami STP, może dojść do elekcji dwóch przełączników pełniących rolę root-a, bądź też rolę te będzie sprawował jeden przełącznik.
      • Main Root Bridge (Root for entire CST and IST) – Przełącznik wybrany jako root dla całej topologii sieci MST & STP.
      • CIST Regional Root (Root only for IST) – Przełącznik wybrany jako root wewnątrz głównej instancji IST.
    Obydwie rolę mogą być pełnione przez jeden przełącznik, w sytuacji w której „Main Root Bridge” znajduje się w granicach głównej instancji IST protokołu MST (Wewnątrz głównej instancji IST role interfejsów są określane na podstawie lokalizacji przełącznika „CIST Regional Root”).
    Interfejs sieciowy graniczący z innym protokołem STP, jest punktem granicznym danego regionu MST.

    Wdrażanie protokołu MST

    • Aby uniknąć problemów z wdrażaniem protokołu MST, proces ten powinien wyglądać następująco:
      1. Należy aktywować protokół VTP w wersji trzeciej, w celu automatycznej propagacji ustawień protokołu MST.
      2. Skonfigurować protokół MST na głównym serwerze (VTPv3 Primary MST Server).
      3. Aktywować protokół MST za pomocą komendy [spanning-tree mode mst].
    W celu uniknięcie problemów z protokołem MST, związanych z blokowanie sieci VLAN na połączeniach Trunk-owych (VLAN Pruning), które w topologii zostały oznaczone jako połączenia aktywne (Root Port <-> Designated Port). Należy nie używać statecznego wykluczania sieci VLAN z połączeń Trunk-owych za pomocą komendy [switchport trunk allowed vlan vlan-ID].

    Dodatkowe funkcje protokołu MST

    STP Dispute

    • Standardowa implementacja protokołu STP (802.1D), został wyposażony przez firmę Cisco w mechanizm Loopguard umożliwiający wykrycie ruchu jednostronnego „Unidirectional Link Detection”.
    • Implementacja protokołu MST w systemie Cisco IOS, posiada podobną funkcjonalność, której działanie opiera się na wartości kontrolnej „Designated bit”. Przełącznik znajdujący się wyżej w strukturze sieci wysyła wiadomość „Superior BPDU” do swoich sąsiadów, jeżeli w podpowiedzi otrzyma wiadomość BPDU z ustawionym bitem „Designated bit”, uzna że ramka „Superior BPDU” nie dotarła do odbiorcy a tym samym połączenie pomiędzy przełącznikami działa jednostronnie, tak więc należy je zablokować.
    Działanie mechanizmu STP Dispute

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) RSTP Convergence*

    (T) RSTP Convergence*

    RSTP Convergence

    Domyślne odstępy czasowe protokołu RSTP

    • Czas Hello (2 sekund) – Definiuje odstępy czasowe w wysyłaniu wiadomości BPDU.
    • Czas Forward Delay (15 sekund) – Definiuje czas tranzytowy, określający odstępy czasowe pomiędzy stanami protokołu RSTP.
    • Czas Max Age (20 sekund) – Definiuje czas, po upływie którego przełącznik usuwa zawartość ostatnio otrzymanej wiadomości „Best BPDU” dla danego interfejsu. Po otrzymaniu nowszej wersji BPDU czas „Max Age Time” jest resetowany (Czas Max Age Time jest wykorzystywany w celu wstecznej kompatybilności ze starszymi wersjami protokołu STP (802.1D).
    • Czas Max Time (6 sekund) – Określa czas, po którym przełącznik wykryje utratę kontaktu ze swoim sąsiadem. W przypadku protokołu RSTP trzykrotne nieotrzymanie wiadomości BPDU od sąsiada oznacza utratę łączności.

    Zmiana domyślnych odstępów czasowych protokołu RSTP

    • Powyższe (domyślne) odstępy czasowe protokołu RSTP mogą zostać zmienione w sposób pośredni lub bezpośredni.
      • Sposób pośredni wykorzystuje wartości „Network Diameter Value”, określającą ilość przełączników przez jaką przechodzi wiadomość BPDU, wysłana z przełącznika pełniącego rolę root-a do najdalszego przełącznika w sieci. Zmiana wartości „Network Diameter Value” wymusza proces ponownego przeliczenia czasów protokołu RSTP.
      • Sposób bezpośredni umożliwia dowolną ingerencję w odstępy czasowe protokołu RSTP.

    Proces Synchronizacji protokołu RSTP

    Proces synchronizacji protokołu RSTP względem interfejsów Non Edge zachodzi, gdy interfejs przejdzie w stan Forwarding.
    Proces elekcji root-a w przypadku protokołu RSTP, jest prowadzony z wykorzystaniem widomości BPDU z flagą „Proposal” jak i widomości BPDU z flagą „Agreement”.
    1. Przełącznik przesyła do swojego sąsiada propozycje uznania się za root-a, przy pomocy widomości BPDU z flagą „Proposal”,jeżeli sąsiednie urządzenie wyrazi na to zgodę (Posiada większą wartość BID) odeśle widomość BPDU z flagą „Agreement” w celu potwierdzenia elekcji nowego root-a. Po elekcji root-a wszystkie interfejsy Non Edge Ports zaczynają proces synchronizacji w stanie blokowania (Discarding).
    2. Przełącznik pełniący rolę root-a rozpoczyna rozsyłania wiadomości Superior BPDU do wszystkich swoich sąsiadów.
    3. Po odebraniu wiadomości Superior BPDU od root-a, przełącznik określa interfejs pełniący rolę Root Port. Rozpoczynając tym samym proces synchronizacji zakładający, iż pozostałe interfejsy (Non-Edge Point-to-Point Port) powinny pełnić rolę Designated Port, aby upewnić się w tym przekonaniu wysyła na dane interfejsy wiadomość BPDU z flagą „Proposal”.
    4. Sąsiedni przełącznik po otrzymaniu wiadomości Configuration BPDU z flagą „Proposal” wykonuje następujące czynności:
      1. Jeśli otrzymana wiadomość konfiguracyjna stanowiła wiadomość Superior BPDU, sąsiednie urządzenie uzna, że dany interfejs powinien pełnić rolę Root Port, a jego odpowiednik po drugiej stronie rolę Designated Port.
      2. Zanim jednak przełącznik potwierdzi zdobytą wiedzę musi przejść proces wstępnej synchronizacji, podczas której blokuje wszystkie porty Non-Edge w celu uniknięcia pętli sieciowych.
      3. Po przejściu procesu synchronizacji sąsiedni przełącznik wysyła potwierdzenie dokonanych zmian (Root Port / Designated Port election) wiadomością Configuration BPDU z flagą „Agreement”.
      4. Po otrzymaniu wiadomości Configuration BPDU z flagą „Agreement” obydwa przełączniki mogą przenieść interfejsy je łączące do stanu „Forwarding State”.
    5. Po przejściu całego procesu sąsiedni przełącznik wysyła wiadomości Configuration BPDU z flagą „Proposal” do swoich sąsiadów, gdzie zachodzi analogiczny proces synchronizacji.
    W przypadku nieotrzymania odpowiedzi na wiadomość „Proposal” przełącznik uzna sąsiada za niezdolnego do współpracy z protokołem RSTP, a tym samym rozpocznie proces wymiany danych w formacie STP (802.1D).
    Widomości BPDU z flagą „Proposal” jak i widomości BPDU z flagą „Agreement” mogą być wysyłane jedynie na interfejsach typu Non-Edge Point-to-Point Ports.
    Proces Synchronizacji protokołu RSTP

    Zmiana topologii protokołu RSTP

    • Protokół
      RSTP określa mianem zmiany topologii, przejście interfejsu Non-edge do stanu „Forwarding”. Co zapoczątkuje proces
      wysyłania wiadomości BPDU z flagą TC na wszystkie interfejsy non-edge pełniące
      rolę Designated.
    • Zdarzenie
      te rozpoczyna akcję czyszczenia tablic „MAC
      address table”       na wszystkich sąsiednich przełącznikach, które opróżniają
      zawartość swoich pamięci CAM na wszystkich interfejsach, poza tym z którego
      została odebrana wiadomość BPDU z flagą TC. Po zakończeniu procesu czyszczenia
      pamięci CAM sąsiednie przełączniki wysyłają wiadomości BPDU z flagą TC na
      wszystkich interfejsach Non-edge.
    Proces zmiany roli interfejsu Alternative Port na Root Port w przypadku protokołu RSTP wynosi około 1-4 sekundy.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) Tryby i stany pracy protokołu RSTP*

    (T) Tryby i stany pracy protokołu RSTP*

    Tryby i stany pracy protokołu RSTP

    Stany pracy interfejsów sieciowych Protokołu RSTP (Ports States)

    • Disabled State – Interfejs jest administracyjnie wyłączony (Stan ten nie należy do grona stanów protokołu RSTP).
    • Discarding State – Interfejs jest blokowany jak i nie uczestniczy w wymianie wiadomości BPDU (Stan ten zastępuje dwa pierwsze stany protokołu STP, czyli stan „Blocking” oraz „Listening”).
    • Learning State – Interfejs jest blokowany, rozpoczyna naukę adresów MAC na podstawie otrzymywanych ramek.
    • Forwarding State – Interfejs uczestniczy w normalnym ruchu sieciowym.
    Stan Może przesyłać dane? Uczy się adresów MAC? Otrzymuje wiadomości BPDU? Wysyła wiadomości BPDU? Stan pracy
    Disabled State Nie Nie Nie Nie Stabilny
    Discarding State Nie Nie Tak Nie Stabilny
    Learning State Nie Tak Tak Tak Przejściowy
    Forwarding State Tak Tak Tak Tak Stabilny

    Stany pracy protokołu RSTP

    Rodzaje interfejsów sieciowych Protokołu RSTP (Ports Types)

    • Edge Port – Interfejs stanowiący kraniec sieci, przeważnie podłączony do urządzenia końcowego. Jest identyfikowany za pomocą włączonej funkcji PortFast  (Jeśli na dany port dotrze wiadomość BPDU, traci on swój status).
    • Non-Edge Port:
      • Port Point-to-Point Port – Interfejs non-edge (Port pracujący w trybie pełnego dupleksu (Full Duplex)).
      • Port Shared Port – Interfejs non-edge (port pracujący w trybie połowicznego dupleksu (Falf Duplex)).
    Typ Status funkcji Duplex Funkcja PortFast
    Point-to-point Full No
    Point-to-point edge Full Yes
    Shared Half No
    Shared edge Half Yes

    Typy interfejsów sieciowych protokołu RSTP

    Role interfejsów sieciowych Protokołu RSTP (Ports Roles)

    • Root Port – Interfejs przechowujący wiadomości „Superior BPDU” (Z najniższym kosztem dotarcia do Root-a).
    • Designated Port – Interfejs przesyłający wiadomości BPDU, z najniższym kosztem dotarcia do Root-a.
    • Alternate Port – Zapasowe połączenie prowadzące do Root-a (Jest to interfejs otrzymujący wiadomości Superior BPDU względem lokalnego przełącznika oraz Interior BPDU względem interfejsu pełniącego rolę Root Port).
      • Proces zmiany stanu pracy interfejsu Alternative Port: Discarding -> Forwarding.
    • Backup Port – Zapasowe połączenie prowadzące do interfejsu pełniącego rolę Designated Port. Przykładowym rozwiązaniem „Backup Port” jest podwójne połączenie przełącznika do Hub-a.
      • Proces zmiany stanu pracy interfejsu Backup Port: Discarding -> Learning -> Forwarding.
    Alternative Port stanowi zapasowe połączenie prowadzące do root-a, natomiast Backup Port stanowi zapasowe połączenie prowadzące do interfejsu pełniącego rolę Designated Port.

    Określanie roli portów protokołu RSTP

    • Interfejs pełniący rolę Edge Port:
      • Osiąga status Forwarding zaraz po aktywacji interfejsu.
      • Swoim zachowaniem przypomina funkcję PortFast.
    • Interfejs pełniący rolę Point-to-Point Port (Non-root):
      • Przechodzi skrócony proces synchronizacji w celu określenia stanu pracy danego interfejsu.
      • Discarding -> Forwarding.
    • Interfejs pełniący rolę Shared Port (Non-root):
      • Przechodzi standardowy proces „convergence” w celu określenia stanu pracy danego interfejsu.
      • Discarding -> Learning -> Forwarding.
    • Interfejs pełniący rolę Root Port (Po otrzymaniu wiadomości Superior BPDU):
      • Osiąga status Forwarding zaraz po aktywacji interfejsu.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) Wprowadzenie do protokołu RSTP*

    (T) Wprowadzenie do protokołu RSTP*

    Wprowadzenie do protokołu RSTP

    Cechy protokołu RSTP

    • Wprowadza pojęcie końcówek (Edge ports), które działają w sposób zbliżony do funkcji PortFast protokołu STP.
    • Wykorzystuje podział na linki zapasowe (Backup) oraz alternatywne (Alternative).
    • Wykorzystuje mechanizm zbliżony w swoim działaniu do funkcji PortFast (Protokołu STP).
    • Automatycznie aktywuje funkcję UplinkFast (Protokołu STP).
    • Automatycznie aktywuje funkcję BackboneFast (Protokołu STP).

    BPDU protokołu RSTP (BPDU 2)

    • Wiadomości BPDU w wersji drugiej zostały zaprojektowane pod kontem protokołu RSTP. Posiadają one dodatkowe opcje w tym rozszerzony zasób flag wiadomości Configuration BPDU. Nowe flagi są następujące:
      • Topology Change (TC)
      • Topology Change Acknowledgment (TCA)
      • Proposal
      • Agreement
      • Port Role (2 bits)
      • Forwarding
      • Learning

    Podstawowe pojęcia dotyczące protokołu RSTP

    • Protokół RSTP (802.1w) wspiera wiadomości BPDU w formacie 802.1D, w celu uzyskania wstępnej kompatybilności ze starszymi wersjami protokołu STP (802.1D).
    • Zasada działania protokołu RSTP jest następująca:
      • Przełącznik przedstawia siebie jako urządzenie wspierające protokół RSTP, wysyłając informacje o stanie jak i roli jaką sprawuje (Protokół RSTP wykorzystuje wiadomości BPDU w wersji drugiej „Version 2”).
      • Wiadomości BPDU są wysyłane w odstępach czasowych „Hello Time” (Domyślnie 2 sekund), na wszystkich interfejsach sieciowych przełącznika, niezależnie od tego które z urządzeń sprawuję rolę root-a. Dzięki czemu każdy przełącznik może pełnić aktywną rolę w topologii sieciowej, szybciej reagując na zachodzące w niej zmiany.
      • Każdy przełącznik oczekuje otrzymywania regularnych odpowiedzi BPDU od swoich sąsiadów, Jeżeli po upływie trzech czasów „Hello Time” (Domyślnie 6 sekund) wiadomość ta nie zostanie dostarczona, przełącznik usunie dane dotyczące swojego sąsiada bazy z interfejsu, poprzez który był z nim złączony.
      • Protokół STP oraz RSTP wykorzystuje czas migracji umożliwiający łatwe przejście z jednego protokołu na drugi.
    Interfejsy, do których docierają wiadomości BPDU w wersji 0 (802.1D STP), pracują w domyślnym trybie 802.1D.
    Proces elekcji root-a dla protokołu RSTP jest identyczny jak dla protokołu STP 802.1D.

    Zalety protokołu RSTP

    • Posiada mechanizm szybkiej zamiany roli interfejsu z AP (Alternative Port) na RP (Root Port).
    • Posiada mechanizm szybkiej zamiany roli interfejsu na DP (Designated Port), bez dodatkowego czasu oczekiwania.
    • Zmniejsza czas konwergencji (Do trzech czasów „Hello Time”, domyślnie jest to 6 sekund).

    Cechy charakterystyczne wiadomości BPDU dla protokołu RSTP

    • Wiadomości BPDUv2 protokołu RSTP:
      • Posiadają wsteczną kompatybilność z protokołem STP.
      • Identyfikują interfejsy, z których zostały nadane, względem pełnionej roli jak i stanu.
      • Prowadzą negocjacje z sąsiednimi przełącznikami.
      • Są wysyłane przez wszystkie przełączniki niezależnie roli root-a.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) Funkcje specjalne / bezpieczeństwo protokołu STP*

    (T) Funkcje specjalne / bezpieczeństwo protokołu STP*

    Funkcje specjalne protokołu STP

    Funkcja UplinkFast

    • Funkcja UplinkFast umożliwia natychmiastowe przełączenie ruchu sieciowego z interfejsu pełniącego rolę „root port”, na zapasowe połączenie prowadzące do root-a.
    • Aktywowanie funkcji UplinkFast na przełączniku automatycznie zwiększy jego wartość Bridge Priority z 32768 do 49152 oraz wartość (Port Priority) wszystkich jego interfejsów do 3000.
    • Proces działania funkcji UplinkFast jest następujący:
    • Domyślnie przełącznik przetrzymuje w swojej pamięci kopie wiadomości superior BPDU na podstawie, której wybierany jest interfejs pełniący rolę root port. Funkcja UplinkFast umożliwia zapamiętanie dodatkowej wiadomości Inferior BPDU, wskazującej zapasowe połączenie do root-a.
    • W przypadku utraty głównego połączenia do root-a, funkcja UplinkFast umożliwia natychmiastowe przełączenie ruchu sieciowego na interfejs zapasowy, posiadający drugą najniższą wartość wiadomości BPDU. Przenosząc go od razu ze stanu „Blocking” do stanu „Forwarding”, pomijając tym samym proces nasłuchu „Listening State” oraz etap nauki adresów MAC „Learning State”.
    • Po aktywowaniu zapasowego połączenia, przełącznik przenosi zawartość tablicy „MAC address Table” z dezaktywowanego interfejsu na nowy zapasowy, dzięki czemu dany port nie musi na nowo uczyć się wszystkich adresów MAC.  Związku z tym posunięciem powstaje problem związany z brakiem synchronizacji pomiędzy tablicami adresów MAC na sąsiednich urządzeniach, które nadal posiadają adresy przypisane do starego interfejsu.
    • W celu rozwiązania problemu desynchronizacji, przełącznik zaczyna proces przekazywania informacji o adresach MAC do swoich sąsiadów. W tym celu wysyła ramki Ethernet-owe adresowane na specjalny multicast-owy adres 0100.0CCD.CDCD, wraz z docelowym adresem zawierającym adresy MAC wcześniej przypisane do dezaktywowanego interfejsu. Dzięki czemu sąsiednie urządzenie mogą zmienić zawartość swojej tablicy „MAC address Table” (Wiadomości są wysyłane z prędkością określaną poprzez wartość „max-update-rate”).
    Funkcja UplinkFast powinna być aktywna jedynie na przełącznikach warstwy dostępowej (Access Layer).

    Funkcja BackboneFast

    • Funkcja BackboneFast umożliwia skrócenie czasu oczekiwania przy zmianie topologii sieciowej „Indirect Topology Changes”, z około 52 sekund do 30 sekund (Funkcja ta umożliwia pominięcie czasu oczekiwania „Max-Age”).
    • Funkcja BackboneFast umożliwia przyspieszenie procesu zmiany topologii sieciowej, zależnie od miejsca odebrania wiadomości Inferior BPDU. Poszczególne opcje prezentują się następująco:
      • Jeżeli wiadomość Inferior BPDU dotarła na interfejs Blocking Port, przełącznik uzna port będący w trybie Root Port jak i wszystkie inne blokowane interfejsy za połączenia alternatywne względem root-a (Alternative).
      • Jeżeli wiadomość Inferior BPDU dotarła na interfejs Root Port, przełącznik uzna wszystkie blokowane interfejsy za połączenia alternatywne (Alternative) do przełącznika pełniącego rolę root-a.
      • Jeżeli wiadomość Inferior BPDU dotarła na interfejs Root Port a przełącznik nie posiada innych portów będących w stanie blokowania uzna, że utracił on połączenie z root-em, a tym samym uzna się za nowego root-a prze upływem wartości czasu „Max-Age”.
    • Jeżeli lokalny przełącznik posiada blokowane interfejsy z włączoną funkcją BackboneFast, wykorzysta protokół RLQ (Root Link Query) do sprawdzenia czy inne przełączniki posiadają połączenie z root-em.
    • Po wysłaniu pierwszego zapytania RLQ Request przełącznik oczekuje na odpowiedź od urządzenia pełniącego rolę root-a lub mającego z nim łączność. Jeżeli sąsiadujące przełączniki nie spełniają opisanych powyżej wymagań przesyłają zapytanie RLQ Request dalej, dopóki jedno z urządzeń nie spełni wymagań odsyłając tym samym odpowiedzi RLQ Replay.
    • Jeżeli otrzymana odpowiedź RLQ Replay nadeszła z interfejsu działającego w trybie RP połączenie z root-em jest stabilne, jeżeli jednak odpowiedź nadeszła na porcie działającym w innym trybie, alternatywne połączenie musi być wybrane, a czas „Max-Age” automatycznie upływa umożliwiając szybszy proces wyboru RP.
    Funkcja BackboneFast powinna być włączona na wszystkich przełącznikach w sieci, aby zapewnić obsługę zapytań RLQ Request oraz RLQ Replay na wszystkich przełącznikach.

    Funkcja PortFast

    • Funkcja PortFast automatycznie przenosi interfejs ze stanu „Blocking” do stanu „Forwarding State”, pomijając tym samym proces nasłuchu „Listening State” oraz etap nauki adresów MAC „Learning State”. Dzięki czemu czas oczekiwania na zmianę topologii zostaje skrócony o 30 sekund do czasu 0 sekund.
    • Pomimo przyspieszonego tempa działania funkcji PortFast, istnieje możliwość wykrywania pętli sieciowych, ponieważ każda otrzymana wiadomość BPDU na interfejsie z włączoną funkcją PortFast powoduje automatyczne zresetowanie interfejsu do zwykłego trybu pracy dla protokołu STP.
    • W przypadku wykrycia wiadomość BPDU na interfejsie z aktywną funkcją PortFast, przełącznik przeniesie określony  port przez podstawowy proces „Listening State” -> „Learning State” -> „Forwarding State”.
    • Funkcja PortFast powinna być włączona na interfejsach:
      • Dostępowych (Access, Edge) podłączonych do urządzeń końcowych.
    Funkcja BPDU Guard oraz BPDU Filter jest zależna od funkcji PortFast.

    Bezpieczeństwo protokołu STP

    Funkcja Root Guard

    • Funkcja Root Guard chroni sieć lokalną, przed niekontrolowanym podłączaniem niezaufanych urządzeń, rozgłaszających pakiety STP z większą wartość BID. Sytuacja tego typu może doprowadzić do zmiany obecnego root-a na nowego, znajdującego się na innym niekorzystnym dla sieci miejscu. Zasada działania Root Guard-a jest następująca:
    • Przełącznik zapamiętuje wartość obecnego BID root-a, podłączonego do interfejsu z wyłączoną funkcją Root Guard. Jeżeli przełącznik odbierze wiadomość BPDU z niższą wartością BID (Superior BPDU) na interfejsie z włączoną funkcją Root Guard przejdzie on w stan „root-inconsistent STP state” blokując zmianę obecnego root-a (Stan ten blokuje również ruch sieciowy na danym interfejsie umożliwiając przesyłanie jedynie wiadomości BPDU). Jeżeli wiadomości BPDU z lepszą wartością BID przestaną napływać na blokowanym interfejsie stan „root-inconsistent” zostanie odwołany.
    • Funkcja Root Guard powinna być włączona na interfejsach:
      • Które nigdy nie powinny być podłączone do root-a, np. interfejsach dostępowych (Access, Edge).

    Funkcja Loop Guard

    • Funkcja Loop Guard chroni sieć przed powstaniem pętli w skutek przerwania napływu wiadomości BPDU.
    • Jeżeli do interfejsu sieciowego nie docierają wiadomości BPDU lokalny urządzenie uznaje, że dany port nie jest podłączony do innego przełącznika, rozpoczynając tym samym proces aktywacji interfejsu do stanu „Forwarding” (Po upływie czasu „Max-Age”). Może jednak zaistnieć sytuacja, w której wiadomości BPDU były filtrowane bądź w inny sposób zablokowane, a tym samym do danego interfejsu sieciowego nadal podłączony inny przełącznik, który może doprowadzić do powstania pętli sieciowej.
    • Aby uniknąć takiego scenariusza, funkcja „Loop Guard” śledzi interfejsy na których przełącznik otrzymuje wiadomości BPDU, jeżeli przestaną one napływać przenosi dany interfejs do stanu blokowania „Loop-inconsistent State”.
    • Funkcja Loop Guard powinna być włączona na interfejsach:
      • Pełniących rolę Root Port, Alternate Port oraz Backup Port.

    Funkcja BPDU Guard

    • Funkcja BPDU przenosi interfejs sieciowy w stan „Errdisable State” po odebraniu pierwszej nadchodzącej ramki BPDU.
    • W przypadku przełącznika zarządzanego blokada nastąpi po wysłaniu przez niego pierwszej wiadomości BPDU, natomiast dla przełącznika niezarządzanego blokada nastąpi w przypadku wykrycia pętli, kiedy to pakiet STP wysłany z sieci lokalnej zostanie zapętlony w podłączonym przełączniku a następnie wróci z powrotem do sieci kontrolowanej.
    BPDU Guard nie posiada żadnych mechanizmów zapobiegających powstawaniu pętli, w przypadku podłączenia hub-a.
    BPDU Guard przepuszcza pakiety BPDU wychodzące ze skonfigurowanego interfejsu, dzięki czemu w przypadku powstania pętli, wysyłane pakiety powrócą na interfejs wywołując alarm bezpieczeństwa a tym samym aktywują jego blokadę.

    Funkcja Filtering STP

    • Funkcja Filtering BPDU blokuje możliwość wysyłania jak i odpierania wiadomości BPDU na określonym Interfejsie sieciowym. W przypadku otrzymania nadchodzącej ramki BPDU, interfejs przechodzi domyślny proces aktywacji protokołu STP: „Blocking State” <->  „Forwarding State”.

    UDLD (Unidirectional Link Detection)

    • Protokół UDLD umożliwia wykrycie awarii przewodu światłowodowego, w przypadku poluzowania się bądź też całkowitego przerwania Jednej z nitek światłowodu. Tym samym powodując powstanie jednostronnej komunikacji.
    • Bez skonfigurowanego protokołu UDLD uszkodzenie światłowodu może nie zostać wykryte, a tym samym wymiana danych będzie odbywać się bez przeszkód, oczywiście tylko jedynie w jednym kierunku. Takie zdarzenie może doprowadzić do powstania pętli sieciowej, ponieważ jedna ze stron komunikacji nie będzie otrzymywała wiadomość BPDU a tym samy uzna, że na danym interfejsie nie ma już innego przełącznika. Tymczasem druga strona połączenia nadal będzie otrzymywała wiadomości BPDU, nie zmieniając swojego statusu protokołu STP, dla określonego interfejsu.
    • W celu wykrycia awarii przewodu światłowodowego, protokół UDLD systematycznie wysyła wiadomości pomiędzy obydwoma przełącznikami, przetrzymując informacje o sąsiednich urządzeniach w tablicy Neighbor Database.
    • Wiadomości protokołu UDLD są systematycznie wysyłane przez obydwie strony komunikacji co 15 sekund. Jeśli przełącznik nie otrzyma na nie odpowiedzi przez potrójny okres skonfigurowanego czasu (3 x 15 sekund) uzna, że połączenie nie funkcjonuje poprawnie, a tym samym je zablokuje. Wartość czasu oczekiwania nie powinna być dłuższa niż sumowana wartość czasu „Max-Age” z podwójną wartością czasu „Delay Timers” (20 sekund + 2 x 15 sekund = 50 sekund). Ponieważ protokół STP mógłby aktywować blokowany wcześniej interfejs.
    • Protokół UDLD działa w dwóch trybach:
      • Normalny (Normal) – Po wykryciu jednokierunkowego połączenia pomiędzy przełącznikami, protokół UDLD nie wstrzymuje komunikacji pomiędzy nimi, a jedynie wysyła wiadomości Syslog.
      • Agresywny (Aggressive) – Po wykryciu jednokierunkowego połączenia pomiędzy przełącznikami, protokół UDLD wysyła 8 wiadomości w odstępach czasowych co jedną sekundę, jeśli nie otrzyma na nie odpowiedzi przenosi dany interfejs w stan blokowania warstwy drugiej modelu OSI „Errdisable State”.
    • W przypadku pierwszego włączenia protokołu UDLD na interfejsie, przełącznik oczekuje na otrzymanie co najmniej jednej odpowiedzi UDLD z drugiej strony połączenia (Znajdując się przy tym w stanie „Unknown”), zanim przeniesie dany port w stan „Errdisable”. Dzięki czemu nieskonfigurowany interfejs z aktywowanym protokołem UDLD nie zostanie zablokowany zaraz po włączeniu protokołu UDLD.
    • Protokół UDLD powinien być włączona na interfejsach:
      • Wykorzystujących połączenia światłowodowe, pomiędzy przełącznikami.
    Proces wykrywania jednokierunkowego połączenia jest nazywany Event Driven Detection and Echoing.
    Czas wysyłania wiadomości UDLD nie musi być taki sam na obydwóch urządzeniach.
    Jeżeli awarii ulegnie interfejs należący do grupy EthernetChanel, zablokowany zostanie jedynie wadliwy interfejs.
    Protokół UDLD musi być skonfigurowany na obydwóch stronach połączenia, ponieważ przełącznik z wyłączoną funkcją UDLD nie odpowiada na wiadomości UDLD drugiej strony.
    Protokół UDLD stanowi własność firmy CISCO.

    Podsumowanie funkcji protokołu STP

    Zastosowanie funkcji protokołu STP
    Funkcja Konfiguracja Globalna (Zalecane zastosowanie) Konfiguracja interfejsu (Zalecane zastosowanie) Stan błędu
    Root Guard ———————————————– spanning-tree guard root Root-inconsistent
    Zastosowanie: Interfejsy które nigdy nie powinny pełnić roli Root Port
    Loop Guard spanning-tree loopguard default spanning-tree guard loop Loop-inconsistent
    Zastosowanie: Interfejsy pełniące rolę Root, Alternate oraz Backup Port
      BPDU Guard spanning-tree portfast bpduguard default spanning-tree bpduguard enabled   Errdisable State
    Zastosowanie: Interfejsy podłączone do urządzeń końcowych
    BPDU Filter spanning-tree bpdufilter default spanning-tree bpdufilter enabled —————————-
    UDLD udld enable udld enable Errdisable State
    Zastosowanie: Wszystkie interfejsy światłowodowe
    UplinkFast Zastosowanie: Wszystkie przełączniki warstwy dostępowej (Access)
    BackboneFast Zastosowanie: Wszystkie przełączniki w danej sieci

    Porównanie funkcji protokołu STP

    Zalecenia związane ze stosowaniem protokołu STP

    • W celu optymalizacji konfiguracji protokołu Spanning Tree Protocol, należy
    • Statycznie skonfigurować główny oraz zapasowy przełącznik pełniący rolę root-a.
    • Określić role interfejsów w topologii protokołu STP.
    • Wykorzystywać funkcje specjalne protokołu STP.
    • Włączyć funkcję UDLD na połączeniach światłowodowych.
    • Tworzyć proste topologie protokołu STP.
    • Wykorzystywać protokół PVRST+ bądź MST.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) Zmiany zachodzące w topologii protokołu STP*

    (T) Zmiany zachodzące w topologii protokołu STP*

    Zmiany zachodzące w topologii protokołu STP

    Rodzaje wiadomości BPDU

    • 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).
      • Flaga TCA (Topology Change Acknowledgment) – Potwierdza otrzymanie wiadomości TCN BPDU.
    • Wiadomości TCN BPDU (Topology Change Notification) – Informuje o zaistnieniu zmiany w topologii sieciowej.

    Działanie protokołu STP w przypadku braku zmian w topologii sieciowej

    1. Przełącznik pełniący rolę root-a wysyła wiadomość BPDU z zerową wartością „Root Patch Cost”.
    2. 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.
    3. 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”.
      1. 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 jedynie przez interfejsy pracujące w trybie Root port).
      2. 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.
      3. 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).
      4. 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.
      5. 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.
      1. 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.
        • Blokowany interfejs (B) sąsiedniego przełącznika blokuje nadawanie wiadomości Configuration BPDU.
      2. 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”.
      3. 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.
      4. Proces zmiany topologii sieciowej pod względem czasu wygląda następująco: 20 sekund czasu„Max Age” + oczekiwanie na wiadomość konfiguracyjną Configuration BPDU 2 sekundy + przejście z stanu „Listening State” do stanu „Learning State” oraz stanu „Learning State” do stanu „Forwarding State” 2x15 sekund co w sumie daje 52 s.
    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.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) Budowa wiadomości BPDU*

    (T) Budowa wiadomości BPDU*

    Budowa wiadomości BPDU

    Funkcje wiadomości BPDU

    • Wiadomości BPDU:
      • Są wykorzystywane w procesie elekcji root-a.
      • Zarządzają łącznością pomiędzy przełącznikami.
      • Wymieniają informację na temat czasów protokołu STP.
    • Wiadomości TCN BPDU są wysyłane w przypadku:
      • Utraty przynajmniej jednego połączenia.
      • Otrzymania wiadomości TCN od sąsiedniego przełącznika.
      • Zmiany stanu pracy interfejsu sieciowego na stan „Forwarding”, w sytuacji w której przełącznik posiada zapasowy  interfejs prowadzący do root-a (Designated Port).

    Zagadnienia związane z budową ramki BPDU

    PVST+ Bridge ID (Extended System ID)
    • SID (Sender ID) – Wartość ID przełącznika nadającego ramkę BPDU.
    • BID (Bridge ID) – Wartość ID lokalnego przełącznika.
    • RID (Root ID) – Wartość ID przełącznika pełniącego rolę root-a.
    • Powyższe wartości SID, BID oraz RID składają się z następujących elementów:
      • Priority – Wartości priorytetu danego przełącznika sieciowego.
      • MAC Address – Adresu MAC danego przełącznika sieciowego.
      • Przykładowa wartość SID/BID/RID wygląda następująco: 32768.1C1B.0D66.57AB.
    • Wiadomości BPDU są wysyłana przy pomocy multicast-owych ramek Ethernetowych:
      • Dla standardu 802.1D docelowy multicast-owy adres MAC to 0180:C200:0000.
      • Dla standardu PVST docelowy multicast-owy adres MAC to 0100:0CCC:CCCD.

    Rodzaje wiadomości BPDU

    • 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).
      • Flaga TCA (Topology Change Acknowledgment) – Potwierdza otrzymanie wiadomości TCN BPDU.
    • Wiadomości TCN BPDU (Topology Change Notification) – Informuje o zaistnieniu zmiany w topologii sieciowej.

    Budowa ramki Configuration BPDU

    • Protocol ID (2 Bytes) – Określa standard protokołu STP (Przykładowo dla standardu 802.1D będzie to 0000).
    • Version (1 Bytes) – Określa wersją protokołu STP (STP (0) oraz RSTP (2)).
    • Message Type (1 Bytes) – Określa rodzaj wiadomości BPDU (Configuration BPDU / TCN BPDU).
    • Flags (1 Bytes) – Określa flagę wiadomości Configuration BPDU (1 = TC BPDU / 8 = TCA BPDU).
    • Root Bridge ID (8 Bytes) – Określa wartość BID root-a, składającą się z priorytetu (2 Bytes) jak i adresu MAC (6 Bytes).
    • Root Patch Cost (4 Bytes) – Określa wartość drogi dotarcia do root-a, względem przełącznika wysyłającego ramkę BPDU.
    • Sender Bridge ID (8 Bytes) – Określa wartość BID przełącznika wysyłającego ramkę BPDU (SID).
    Aby pomieścić wartość priorytetu wraz z informacją o sieci wirtualnej VLAN, przełączniki Cisco stosują wartość priorytetu podzielną przez 4096, tym samym wartość dodana do liczby podzielnej, stanowi numer ID sieci VLAN.
    • Port ID (2 Bytes) – Określa numer ID interfejsu, z którego została wysłana wiadomość BPDU.
    • Message Age (2 Bytes) – Sprawuje funkcję pola TTL (Time to Live) protokołu IP dla protokołu STP. Przełącznik pełniący rolę root-a wysyła wiadomość BPDU z wartością „Message Age” równą 0. Każdy następny przełącznik zwiększa jej wartość o jeden. W sytuacji przekroczenia wartości „Maximum Age” wiadomość BPDU zostaje porzucona.
    • Maximum Age (2 Bytes) – Określa maksymalną dopuszczalną wartość „Message Age”.
    • Hello Time (2 Bytes) – Definiuje odstępy czasowe w nadawaniu wiadomość Configuration BPDU przez root-a.
    • Forward Delay (2 Bytes) – Definiuje czas tranzytowy, określający odstępy czasowe pomiędzy przejściami ze stanu „Listening State” do stanu „Learning State” oraz ze stanu „Learning State” do stanu „Forwarding State”.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) Czasy protokołu STP*

    (T) Czasy protokołu STP*

    Czasy protokołu STP

    Domyślne odstępy czasowe protokołu STP

    Wszystkie domyślne czasy wykorzystywane na urządzeniach Cisco, spełniają zalecenia IEEE.
    • Czas Hello (2s) – Definiuje odstępy czasowe w wysyłaniu wiadomości BPDU przez przełącznik pełniący rolę root-a.
      • Czas „Hello” skonfigurowany na przełączniku pełniącym rolę root-a jest propagowany poprzez wiadomości BPDU na inne przełączniki w sieci, dzięki czemu znają one aktualne odstępy czasowe.
      • Przełączniki niepełniące roli root-a wykorzystują czas „Hello”, w celu systematycznego wysyłania wiadomości TCN BPDU w przypadku wykrycia zmian w topologii sieciowej. Wiadomości TCN BPDU są wysyłane systematycznie w odstępach „Hello” do czasu otrzymania odpowiedzi od sąsiedniego urządzenia.
    • Czas Max Age (20s) – Definiuje czas, po upływie którego przełącznik usuwa zawartość ostatnio otrzymanej wiadomości BPDU dla danego interfejsu „Best BPDU” (Po otrzymaniu wiadomości BPDU czas jest resetowany).
    • Czas Forward Delay (15s) – Definiuje czas tranzytowy, określający odstępy czasowe pomiędzy przejściami ze stanu „Listening State” do stanu „Learning State” oraz ze stanu „Learning State” do stanu „Forwarding State”.
    Trzy rodzaje odstępów czasowych
    Nazwa Czas Opis czasu
    Hello 2s Odstępy czasowe pomiędzy wiadomościami BPDU wysyłanymi przez root-a.
    Max Age 20s Czas, po którym przełącznik uzna że połączenia zostało utracone.
    Forward Delay 15s Czas pomiędzy przejściem z stanu „Listening” do „Learning” oraz „Learning” do „Forward”.

    Wartości czasów protokołu STP

    Zmiana domyślnych odstępów czasowych protokołu STP

    • Powyższe (domyślne) odstępy czasowe protokołu STP mogą zostać zmienione w sposób pośredni lub bezpośredni.
      • Sposób pośredni wykorzystuje wartości „Network Diameter Value”, określającą ilość przełączników przez jaką przechodzi wiadomość BPDU, wysłana z przełącznika pełniącego rolę root-a do najdalszego przełącznika w sieci. Zmiana wartości „Network Diameter Value” wymusza proces ponownego przeliczenia czasów protokołu STP.
      • Sposób bezpośredni umożliwia dowolną ingerencję w odstępy czasowe protokołu STP.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) Stany i role Interfejsów protokołu STP*

    (T) Stany i role Interfejsów protokołu STP*

    Stany i role Interfejsów

    Wybór Root Port & Designated Port

    • Wybór roli „Root Port” a „Designated Port”, zachodzi jedynie na przełączniku nie pełniącym roli root-a, ponieważ wszystkie interfejsy root-a domyślnie pełnią rolę Designated (Forwarding).
    • Aby określić rolę swoich interfejsów, przełącznik monitoruje nadchodzące wiadomości BPDU, porównując ich zawartość między sobą jak i własnymi ustawieniami protokołu STP. Zgodnie z zasadami działania protokołu STP, interfejs z najniższą wartością zostaje wybrany „Root Port-em”. Niemniejsza wartość jest określana na podstawie:
      1. Lowest Bridge ID – Najniższej otrzymanej wartość BID.
      2. Lowest Patch Cost to Root – Najniższej wartość kosztu dotarcia do root-a.
      3. Lowest Sender Bridge ID – Najniższej wartość BID urządzenia po drugiej stronie połączenia.
      4. Lowest Sender Port ID – Najniższej wartość interfejsu docelowego (Urządzenia po drugiej stronie połączenia).
    • Po wybraniu interfejsu RP (Root Port) inne interfejsy przełącznika przechodzą w tryb DP (Designated Port), jeżeli urządzenie po drugiej stronie ma większą wartość BID, w innym przypadku port przechodzi do trybu Blocking BP.
    • Podstawowe prawa dotyczące wyboru stanu pracy interfejsów sieciowych:
      • Wszystkie interfejsy przełącznika pełniącego rolę root-a pracują w trybie Designated Port.
      • Na przełączniku może być jedynie jeden interfejs działający w trybie Root Port.
      • Na jednym linku może być jedynie jeden interfejs działający w trybie Designated Port / Blocking Port.
    • Możliwe kombinacje roli na jednym linku:
      • Designated Port (Root) <—> Root Port (Non-Root).
      • Designated Port (Non-Root) <—> Blocking Port (Non-Root).
    Wiadomość BPDU która posiada niższą wartość (1 BID, 2 Cost to root, 3 SID bądź 4 Prot ID) jest nazywana „superior BPDU” natomiast ta z wyższą wartością (1 BID, 2 Cost to root, 3 SID bądź 4 Prot ID) jest nazywana „Inferior BPDU”.
    Przełącznik niepełniący roli Root-a, przetrzymuje na interfejsie pełniącym rolę „Root Port” ostatnią otrzymaną wiadomość „superior BPDU”. W przypadku wykrycia ramki BPDU z niższą wartością na innym interfejsie sieciowym, przełącznik dokona zmiany roli swoich interfejsów.

    Stany pracy Protokołu STP (States)

    Zmiana stanu pracy (STP) interfejsu
    • Punkt decyzji S – Oznacza miejsce, w którym lokalny przełącznik otrzymuje wiadomości BPDU (Na omawianym interfejsie od sąsiedniego urządzenia). W sytuacji odebrania wiadomość „superior BPDU” przełącznik przechodzi w tryb „Blocking State”, natomiast w przypadku otrzymania wiadomość „Inferior BPDU” w stan „Learning / Forwarding State”
    • Disabled State – Interfejs jest administracyjnie wyłączony (Stan ten nie należy do grona stanów protokołu STP).
    • Listening State – Interfejs jest blokowany, ma możliwość wysyłania jak i odbierania wiadomościami BPDU.
    • Learning State – Interfejs jest blokowany, rozpoczyna naukę adresów MAC na podstawie otrzymywanych ramek.
    • Forwarding State – Interfejs uczestniczy w normalnym ruchu sieciowym.
    • Blocking State – Interfejs jest blokowany, ma możliwość odbierania wiadomościami BPDU.
    Podczas przechodzenia ze stanu „Listening State” do stanu „Learning State” oraz „Learning State” do „Forwarding State” domyślnie przełącznik musi odczekać 15 sekund czasu „Forward Delay”.
    Interfejs może przejść ze stanu „Blocking State” do stanu „Listening State” jedynie w przypadku, w którym przełącznik uzna, że port ten może być wybrany jako RP bądź DP.
    Stan Otrzymuje wiadomości BPDU? Wysyła wiadomości BPDU? Uczy się adresów MAC? Może przesyłać dane? Stan pracy
    Disabled State Nie Nie Nie Nie Stabilny
    Blocking State Tak Nie Nie Nie Stabilny
    Listening State 15s Tak Tak Nie Nie Przejściowy
    Learning State 15s Tak Tak Tak Nie Przejściowy
    Forwarding State Tak Tak Tak Tak Stabilny

    Stany protokołu STP

    Role interfejsów (Roles)

    • Root Port – Interfejs sieciowy z najniższym kosztem dotarcia do Root-a.
    • Blocking Port – Blokowany interfejs sieciowy, nie morze przesyłać ani odbierać danych.
    • Alternate Port – Zapasowy interes sieciowy prowadzący do Root-a (Jest wykorzystywany zarówno przez protokół RSTP jak i funkcję UplinkFast protokołu STP).

    Słownik zagadnień

    • Wartość Root Patch Cost – Stanowi skumulowaną wartość drogi dotarcia do root-a, wyliczoną na podstawie wartości (Patch Cost) interfejsów znajdujących się na drodze do root-a.
    • Wartość Patch / Port Cost – Stanowi domyślną wartość interfejsu wyliczoną na podstawie jego obecnego pasma (FastEthernet, GigabitEthernet itd.). Wartość ta może być modyfikowana przez administratora systemu IOS.
    Bandwidth 802.1D Old Short Path Cost 802.1D New Long Path Cost 802.1t after 2004
    10 Mbps 100 100 1,000,000
    100 Mbps 10 19 200,000
    1 Gbps 1 4 20,000
    10 Gbps 1 2 2000
    100 Gbps 1 N/A 200
    1 Tbps 1 N/A 20
    10 Tbps 1 N/A 2

    Pasmo interfejsu a koszt protokołu STP

    Domyślnie protokół STP wykorzystuje koszty „Short Path Cost” natomiast protokół MST koszty „Long Path Cost”.

    Obliczanie Wartości Root Patch Cost

    1. Przełącznik pełniący rolę root-a wysyła wiadomość BPDU z zerową wartością „Root Patch Cost”.
    2. Bezpośrednio przylegające do root-a przełączniki odpierają wiadomości BPDU, a następnie dodają do wartości „Root Patch Cost” własną wartość „Patch Cost” interfejsu, na którym została odebrana ramka BPDU.
    3. Bezpośrednio przylegający sąsiedzi root-a przesyłają przetworzoną wiadomość BPDU dalej.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (T) Wprowadzenie do protokołu STP*

    (T) Wprowadzenie do protokołu STP*

    Wprowadzenie do protokołu STP

    Wersje protokołu STP

    • Standard 802.1D – Określa podstawową wersję protokołu STP (Spanning-Tree Protocol), zaprojektowaną dla środowiska mostkowego „Bridged Environment” (Protokół ten nie wspiera wirtualnych sieci VLAN).
    • Standard 802.1Q – Określa poprawioną wersję protokołu STP zwaną CST (Common Spanning-Tree Protocol), wprowadzającą wsparcie dla wirtualnych sieci VLAN jak i połączeń Trunk-owych, zgodnie ze standardem 802.1Q.
    • Protokół PVST (Per-VLAN Spanning Tree Protocol) – Określa ulepszoną wersję protokołu STP, tworzącą oddzielne instancje dla każdej z aktywnych sieci VLAN. Ponadto umożliwia wysyłanie wiadomości BPDU poprzez połączenia Trunk-owe enkapsulowane metodą ISL (Nie współpracuje z protokołem CST) (Stanowi własność firmy Cisco).
    • Protokół PVST+ (Per-VLAN Spanning Tree Plus Protocol) – Określa ulepszona wersję protokołu CST, tworzącą oddzielne instancje protokołu STP, dla każdej z aktywnych sieci VLAN. Ponadto umożliwia wysyłanie wiadomości BPDU poprzez połączenia Trunk-owe enkapsulowane metodą ISL tudzież 802.1Q (Współpracuje z protokołem CST jak i PVST).
    • Standard 802.1w – Zwany protokołem RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) zwiększa wydajność protokołu CST, umożliwiając jego szybszą konwergencję w sytuacji zajścia zmian w topologii sieciowej (Np. w przypadku podłączenia nowego urządzenia bądź też awarii jednego z aktywnych interfejsów sieciowych).
    • Protokół PVRST (Per-VLAN Rapid Spanning Tree Protocol) – Określa ulepszona wersję protokołu PVST+, wzbogaconą o funkcjonalność bardziej wydajnego protokołu RSTP (Stanowi połączenie protokołu PVST z protokołem RSTP).
    • Standard 802.1s – Zwany protokołem MST (Multiple Spanning-Tree) umożliwia tworzenie niezależnych grup instancji protokołu RSTP.
    Rodzaj protokołu STP Enkapsulacja Trunk Ilość instancji Standard
    STP ————— 1 na urządzenie Otwarty 802.1D
    CST 802.1Q 1 na urządzenie Otwarty 802.1Q
    PVST ISL 1 na sieć VLAN Cisco Proprietary
    PVST+ ISL, 802.1Q 1 na sieć VLAN Cisco Proprietary
    RSTP 802.1Q 1 na urządzenie Otwarty 802.1w
    PVRST ISL, 802.1Q 1 na sieć VLAN Cisco Proprietary
    MST 802.1Q Od 1 do 4094 Otwarty 802.1s

    Różnice pomiędzy poszczególnymi wersjami protokołu STP

    Protokół PVST+ może pełnić rolę translatora ramek BPDU, pomiędzy protokołem CST a protokołem PVST.
    Wszelkie odwołania do protokołu STP w poniższych rozdziałach, w rzeczywistości dotyczą ulepszonej wersji CST.

    Zagrożenia związane z brakiem protokołu STP

    • Efekt Multiple Frame Transmition – Powoduje duplikację ramek Ethernet-owych przesyłanych przez przełączniki.
    • Burza rozgłoszeni-owa (Broadcast Storm) – Powstaje na skutek zapętlenia ruchu sieciowego pomiędzy przełącznikami.
    • Efekt MAC Table Instability – Powoduje zachodzenie ciągłych zmian w zawartości tablicy „MAC address Table”, wywołanych otrzymywaniem ramek Ethernet-owych z tym samym źródłowym adresem MAC z wielu interfejsów sieciowych jednocześnie (Skutek pętli rozgłoszeni-owej).

    Zagadnienia związane z protokołem STP

    • STP Convergence – Określa czas jaki protokół STP potrzebuje, aby uwzględnić zmiany zaszłe w sieci. Licząc od zajścia zmiany a kończąc na przywróceniu pełnej funkcjonalności infrastruktury sieciowej.
    • STA (Spanning-Tree Algorithm) – Algorytm protokołu STP umożliwiający określenie, które interfejsy sieciowe przełącznika winny być blokowane, aby ruch sieciowy nie uległ zapętleniu.
    • Role interfejsów (Interfaces Roles) – Określają status poszczególnych interfejsów sieciowych przełącznika, wskazując czy dany interfejs jest blokowany czy też przepuszcza ruch sieciowy. Ponadto role określają który z interfejsów urządzenia stanowi główną drogę prowadzącą do root-a (Przykładowe role interfejsów „Root port”, „Designated Port”).
    • Stany (States) – Określają stan danego interfejsu (np. „Forwarding” bądź też „Blocking”).
    • Medium Access Delay – Różnica czasowa pomiędzy momentem w którym procesor CPU zdecyduje się wysłać ramkę Ethernet-ową a czasem jej rzeczywistego wysłania (Opuszczenia przełącznika).
    • Bridge Transit Delay – Czas utracony pomiędzy otrzymaniem a wysłaniem ramki Ethernet-owej.
    • Maximum Transmission Halt Delay – Czas potrzebny do skutecznego zablokowania interfejsu sieciowego.
    Pierwszymi urządzeniami wykorzystującymi protokół STP były mostki Ethernet (Stąd też wzięła się nazwa Bridge ID).
    Przełączniki Cisco mogą pracować w trybie tradycyjnym STP (802.1D), w którym wartość „Bridge Priority” składa się z 16 bitów bądź w trybie rozszerzonym (802.1t) zawierającym 4 bity priorytetu i 12 bitów identyfikatora sieci VLAN.

    Elekcja Root-a

    Proces elekcji root-a (Root Election)

    Proces elekcji root-a jest procesem ciągły, zatem wybranie jednego przełącznika nie wyklucza możliwości przyszłej zmiany.
    1. Wszystkie przełączniki w sieci uznają się root-em, informując o tym inne urządzenia (Za pomocą wiadomości BPDU).
    2. W sytuacji w której lokalny przełącznik otrzyma wiadomość BPDU z niższą wartością Bridge Priority od innego urządzenia, uzna go za root-a (Jeśli wartość Bridge Priority jest równa brana jest pod uwagę wartość Bridge MAC).
    3. Po zakończeniu procesu elekcji, tylko przełącznik pełniący rolę root-a wysyła wiadomości Configuration BPDU do innych urządzeń w odstępach czasowych co 2 sekundy.

    Wiadomości BPDU nadawane przez root-a

    • Przełącznik po odebraniu nowej wiadomości BPDU od innego urządzenia, dodaje do niej swoją wartość BID jak i wartość BID urządzenia, które pełni według niego rolę root-a (RID), dodatkowo zwiększając koszt połączenia z root-em (Root Patch Cost), względem interfejsu, z którego nadeszła omawiana wiadomość BPDU.
    Wiadomości BPDU są wysyłane na wszystkich interfejsach przełącznika pełniącego rolę root-a co dwie sekundy.

    Pozostałe tematy związane z protokołem STP

  • (K) Konfiguracja protokołu NPTv6*

    (K) Konfiguracja protokołu NPTv6*

    Konfiguracja protokołu NPTv6

    Konfiguracja NPTv6 względem interfejsu LAN

    (config)# ipv6 unicast-routing

    Aktywuje funkcję routingu dla protokołu IPv6.

    (config)# interface interfejs

    Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego (LAN).

    (config-if)# ipv6 address prefix/prefix-length

    Przypisuje adres IPv6, do konfigurowanego interfejsu sieciowego.

    (config-if)# nat66 inside

    Określa konfigurowany interfejs jako interfejs wewnętrzny w procesie translacji NPTv6.

    Konfiguracja NPTv6 względem interfejsu WAN

    (config-if)# interface interfejs

    Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego (WAN).

    (config-if)# ipv6 address prefix/prefix-length

    Przypisuje adres IPv6, do konfigurowanego interfejsu sieciowego.

    (config-if)# nat66 outside

    Określa konfigurowany interfejs jako interfejs zewnętrzny w procesie translacji NPTv6.

    Globalna konfiguracja protokołu NPTv6

    (config)# nat66 prefix inside prefix/prefix-length(Prefix wewnętrzny)(Np. 2001:DB8:0:12::/64) outside prefix/prefix-length(Prefix zewnętrzny)(Np. 2001:DB8:0:2::/64)

    Określa jakie prefix-y IPv6 będą tłumaczone przez protokół NPTv6.

    # show nat66 prefix

    Wyświetla konfigurację protokołu NPTv6.

    Pozostałe tematy związane z konfiguracją protokołu IPv6

    Przydzielanie adresów IPv6

    Protokół NAT względem protokołu IPv6

  • (K) Konfiguracja protokołu NAT-PT*

    (K) Konfiguracja protokołu NAT-PT*

    Konfiguracja protokołu NAT-PT

    (config)# xxx – Xxx

    (config)# xxx – Xxx

    (config)# xxx – Xxx

    (config)# xxx – Xxx

    (config)# xxx – Xxx

    Pozostałe tematy związane z konfiguracją protokołu IPv6

    Przydzielanie adresów IPv6

    Protokół NAT względem protokołu IPv6

  • (K) Konfiguracja protokołu VTP*

    (K) Konfiguracja protokołu VTP*

    Troubleshooting protokołu VTP

    Weryfikacja protokołu VTP

    • Podczas rozwiązywania problemów związanych z protokołem VTP należy:
      • Sprawdzić które interfejsy są połączone do innych przełączników.
      • Określić rolę jaką będą pełniły poszczególne przełączniki.
      • Sprawdzić czy zawartość lokalnej bazy VLAN została zaktualizowana z serwerem [show vlan brief]. Jeżeli zawartość lokalnej baza VLAN na konfigurowanym przełączniku jest inna, należy:
        • Sprawdzić czy linki pomiędzy przełącznikami stanowi połączenia Trunk-owe [show interfaces interfejs {switchport / trunk} / show cdp neighbor].
        • Sprawdzić czy nazwa domeny jest taka sama (Wielkość liter ma znaczenie) [show vtp status].
        • Sprawdzić czy hasło jest takie same (Wielkość liter ma znaczenie) [show vtp password].
        • Sprawdzić czy wartość MD5 jest taka sama [show vtp status].
        • Sprawdzić czy ustawienia funkcji „VTP Pruning” są takie same na wszystkich serwerach VTP.
    Sieć VLAN może być dezaktywowana [shutdown vlan vlan-ID] na jednym z przełączników, nie powodując tym samym jej dezaktywacji na innych przełącznikach w domenie, ponieważ protokół VTP nie przesyła informacji o stanie sieci VLAN.

    Weryfikacja aktualizacji protokołu VTP

    • Protokół VTP może nie otrzymać aktualizacji dotyczących sieci VLA, jeżeli:
      • W domenie nie ma ani jednego przełącznika, który działałby w trybie „server”.
      • Przełączniki nie są połączone linkami Trunk-owymi.
      • Nazwy domeny są różne, na obydwóch urządzeniach.
      • Hasła są różne, na obydwóch urządzeniach.
      • Przełącznik działa w trybie „transparent”.

    Pytania i odpowiedzi

    Dodatkowe informacje

    • ? Informacja: Jeżeli do domeny VTP dołączymy przełącznik, który już wcześniej pracował z tym protokołem, to może się okazać, że wartość jego numeru „Revision number” będzie większa niż lokalnego serwera, a tym samym wszystkie przełączniki z domeny zaktualizują się z jego bazą lokalną (Sytuacje taką nazywa się „VTP synchronization Problem” a dotyczy nowo zainstalowanych przełączników pracujących zarówno w trybie serwera (Server) jak i klienta (Client)).
    • ? Informacja: Przełącznik działający w trybie „Client” bądź „Server”, przechowuje rozszerzony zakres sieci VLAN od 1006 do 4094 w pliku konfiguracyjnym vlan.dat. Tymczasem przełącznik działający w trybie „Transparent”,przechowuje rozszerzony zakres sieci VLAN w bieżącej konfiguracji „Running Configuration”.
    • ? Informacja: Jeżeli przełącznik jest skonfigurowany w trybie serwera „Server” bądź nazwa domeny jak i tryb pracy protokołu VTP nie zgadza się z danymi zapisanymi w basie sieci VLAN, przełącznik załaduje pierwsze 1005 sieci z bazy vlan.dat natomiast sieci większe niż 1005 zostaną wczytane z konfiguracji startowej (startup-config).
    • ? Informacja: W przypadku dołączenie do domeny VTPv3, nowego przełącznika sieciowego pełniącego rolę głównego serwera (Z większą wartością „Revision number”), doczasowe ustawienia sieci VLAN zostaną nadpisane.

    Przykładowe problemy

    • ! Problem 1: Wartość „MD5 Digest” na dwóch przełącznikach należących do tej samej domeny (Bez hasła) nie jest taka sama. Komenda „show vtp status” wskazuje tę samą wartość „Revision Number” oraz ilość stworzonych sieci VLAN, jednak istniejące sieci nie są takie same na obydwóch urządzeniach.
    • ! Rozpoznanie problemu 1: Z powodu występujących różnic pomiędzy bazami danych VTP, przełączniki generują inne wartości „MD5 Digest”. Przypadkowo urządzenia te posiadają taką samą wartość „Revision Number” co uniemożliwia proces synchronizacji, ponieważ nie są one w stanie wynegocjować wspólnej bazy danych VTP.
    • $ Rozwiązanie problemu 1: Na jednym z przełączników należy utworzyć nową sieć VLAN, co zwiększy jego wartość „Revision Number”, wymuszając tym samym aktualizację bazy danych VTP na sąsiednim urządzeniu.

    Pytania i odpowiedzi

    • ? Pytanie: Jakie parametry nadchodzącej wiadomości VTP są sprawdzane, zanim przełącznik je zaakceptuje a następnie rozpocznie ich przetwarzanie?
    • $ Odpowiedź: Przełącznik sprawdzi nazwę domeny, hasło oraz wartość numeru „Revision number”.

    Pozostałe tematy związane z protokołem VTP

  • (Ts) Troubleshooting protokołu VTP*

    (Ts) Troubleshooting protokołu VTP*

    Konfiguracja protokołu VTP

    Konfiguracja protokołu VTPv1-2

    (config)# vtp {client / server / transparent}(server)

    Określa tryb pracy protokołu VTP na konfigurowanym przełączniku.

    (config)# vtp domain nazwa-domeny(NULL)

    Definiuje nową nazwę domeny dla protokołu VTP (Raz zmienionej nazwy domeny, nie można cofnąć do pierwotnej postaci „NULL”).

    (config)# vtp version 1-3(1)

    Określa wersje protokołu VTP.

    (config)# vtp password hasło [hidden / secret]

    Definiuje hasło autentykacji dla komunikatów protokołu VTP:
    * hidden (VTPv3)– Ukrywa wpisane hasło pod postacią 32-bitowej haszowanej wartości.
    * secret (VTPv3)– Umożliwia wpisanie 32-bitowej wartości haszowanej, zamiast hasła pisanego zwykłym tekstem.

    (config)# vtp file flash:nazwa-pliku.rozszerzenie(vlan.dat)

    Zmienia domyślną lokalizację bazy danych VTP.

    (config)# vtp interface interfejs [only]

    Określa preferowane źródło wiadomości protokołu VTP.

    Konfiguracja protokołu VTPv3

    Aby przełącznik mógł pracować w wersji trzeciej protokołu VTP, musi mieć skonfigurowaną nazwę domeny.
    W przypadku protokołu VTP w wersji trzeciej, w domenie musi istnieć przynajmniej jeden serwer główny „Primary”.

    (config)# vtp domain nazwa(NULL)

    Definiuje nową nazwę domeny dla protokołu VTP (Raz zmienionej nazwy domeny, nie można cofnąć do pierwotnej postaci „NULL”).

    (config)# vtp version 3(1)

    Określa wersje protokołu VTP.

    (config)# vtp mode {client / transparent / server / off} [vlan / mst / unknown](vlan)

    Określa tryb pracy protokołu VTP, względem bazy sieci VLAN tudzież protokołu MST.

    (config)# vtp file flash:nazwa-pliku.rozszerzenie(vlan.dat)

    Zmienia domyślną lokalizację bazy danych VT.

    # vtp primary {vlan / mst} [force]

    Przyznaje konfigurowanemu przełącznikowi status głównego serwera „Primary server” (Przełącznik musi pracować w trybie „Server”). Powyższa konfiguracja jest prowadzona względem bazy sieci VLAN tudzież protokołu MST. Opcjonalna komenda „force” pomija proces sprawdzania czy w domenie istnieje już serwer główny.

    Dezaktywacja protokołu VTPv3

    (config)# vtp mode off

    Wyłącza protokół VTP na konfigurowanym urządzeniu.

    (config)# interface interfejs

    Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.

    (config-if)# [no] vtp

    Wyłącza / Włącza protokół VTP na konfigurowanym interfejsie.

    Dezaktywacja trybu VTP „Primary Server”

    (config)# vtp mode client

    Zmienia rolę serwera protokołu VTP na klienta.

    (config)# vtp mode server

    Przywraca rolę serwera protokołu VTP, z pominięciem ustawień „Primary Server”.

    Rozszerzona konfiguracja protokołu VTP

    Konfiguracja dodatkowych funkcji protokołu VTP

    VTP Pruning

    (config)# vtp pruning(no vtp pruning)

    Aktywuje funkcję VTP pruning.

    (config)# interface interfejs

    Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.

    (config-if)# switchport trunk pruning vlan [vlan-ID / add vlan-ID / except vlan-ID / none / remove vlan-ID]

    Redukuje bądź zwiększa zakres sieci VLAN objętych funkcją VTP pruning na określonym interfejsie (Trunk).

    VTP SNMP Trap

    (config)# snmp-server enable traps vtp

    Rozpoczyna wysyłanie notyfikacji Trap protokołu SNMP, przy każdorazowym wysłaniu wiadomości VTP przez konfigurowane urządzenie.

    Czyszczenie ustawień bazy VTP i VLAN

    # erase startup-config

    Usuwa informacje o sieciach VLAN przypisanych do interfejsów przełącznika.

    # delete flash:vlan.dat

    Usuwa informacje o sieciach VLAN jak i ustawieniach VTP.

    Komendy Show & Debug

    Komendy SHOW

    # show vtp status

    Wyświetla podstawowe informacje o konfiguracji protokołu VTP (Subset advertisements).
    # show vtp status
    VTP Version capable              : 1 to 3
    VTP version running              : 1
    VTP Domain Name                 : virl.lab
    VTP Pruning Mode                  : Disabled
    VTP Traps Generation            : Disabled
    Device ID                                  : 5e00.0004.8000
    Configuration last modified by 0.0.0.0 at 0-0-00 00:00:00

    Feature VLAN: ————–
    VTP Operating Mode                            : Transparent
    Maximum VLANs supported locally   : 1005
    Number of existing VLANs                   : 6
    Configuration Revision                          : 0
    MD5 digest                                             : 0x18 0xD3 0xF5 0x2A 0x6F 0xD9 0x85 0xBD
    0x39 0x04 0x41 0x69 0x82 0x0E 0x8D 0x9D
    • VTP version running – Określa wersję protokołu VTP.
    • VTP Domain Name – Określa nazwę domeny VTP.
    • VTP Pruning Mode – Określa stan funkcji Pruning.
    • Configuration last modified by – Określa adres serwera VTP, z który została synchronizowana baza VLAN.
    • VTP Operating Mode – Określa stan pracy danego przełącznika.
    • Number of existing VLANs – Określa ilość skonfigurowanych sieci VLAN.
    • Configuration Revision – Określa wartość „Revision number”.

    # show vtp password

    Wyświetla hasło autentykacji protokołu VTP.

    # show vtp counters

    Wyświetla licznik otrzymanych jak i wysłanych uaktualnień protokołu VTP.

    # show interface interfejs pruning

    Wyświetla stan funkcji pruning dla sieci VLAN względem danego interfejsu.

    # show interface pruning

    Wyświetla informacje o wszystkich interfejsach z włączoną funkcją Pruning.

    # show interface trunk

    Wyświetla podstawowe informacje o wszystkich interfejsach działających w trybie Trunk.

    # show interface switchport

    Wyświetla szczegółowe informacje o wszystkich interfejsach Switchport.

    Komendy DEBUG

    # debug sw-vlan vtp events

    Włącza debugowanie zdarzeń protokołu VTP.

    # debug sw-vlan vtp packets

    Włącza debugowanie wysłanych jak i odebranych pakietów protokołu VTP.

    Pozostałe tematy związane z protokołem VTP

  • (TK) Funkcja VTP Pruning*

    (TK) Funkcja VTP Pruning*

    Funkcja VTP Pruning

    Wstęp do funkcji VTP Pruning

    • Funkcja VTP Pruning – Redukuje zbędny ruchu sieciowy względem sieci VLAN, blokując połączenia Trunk-owe dla wiadomości rozgłoszeni-owych, jeśli na docelowym przełączniku nie ma żadnych aktywnych interfejsów należących do sieci VLAN z której dany ruch pochodzi (Opcja ta jest domyślnie wyłączona).
      • Po aktywacji funkcji VTP Pruning, protokół VTP będzie rozgłaszał informację względem każdej skonfigurowanej sieci VLAN niezależnie, informując o tym czy posiada ona aktywne interfejsy na lokalnym przełączniku.
      • Funkcja VTP Pruning powinna być włączona na wszystkich przełącznikach w domenie.
      • Funkcja VTP Pruning nie wyręcza protokołu STP (Nie blokuje wszystkich sieci VLAN np. VLAN 1).
      • Funkcja VTP Pruning nie może blokować ruchu sieciowego z VLAN-u 1, ponieważ korzysta z niego protokół STP.
      • Funkcja VTP Pruning działa w zakresie sieci VLAN od 2 do 1001.
    Funkcja VTP Pruning jest propagowana automatycznie przez przełącznik pełniący rolę „Server”.
    Funkcja VTP Pruning nie jest wspierana przez przełączniki pełniące rolę „Transparent”, Jednak nadchodzące do niego wiadomości VTP Pruning będą przepuszczane.

    Proces działania funkcji VTP Pruning

    1. Domyślnie wszystkie sieci VLAN (Bez aktywnych interfejsów) na wszystkich interfejsach typu Trunk są blokowane.
    2. Po aktywowaniu funkcji VTP Pruning na danym przełączniku, lokalne urządzenie rozgłasza wiadomość „Triggered Join” względem wszystkich sieci VLAN posiadających przynajmniej jeden aktywny interfejs sieciowy.
      • Jeżeli lokalne urządzenie pełni role root-a (Dla protokołu STP), to wiadomość „Triggered Join” będzie rozgłaszana na wszystkich interfejsach będących w stanie „Designated”.
      • Jeżeli lokalne urządzenie nie pełni roli root-a (Dla danej instancji protokołu STP), to wiadomość „Triggered Join” będzie rozgłaszana na interfejsie Root Port Bridge.
    3. Wiadomości „Triggered Join” dochodzą na sąsiednie urządzenia.
      • Jeżeli interfejs, na którym została odebrana wiadomość „Triggered Join” pełni rolę „Forwarding”, zostanie on odblokowany dla określonej sieci VLAN.

    Problemy związane z funkcją VTP Pruning

    • W sytuacji, w której przynajmniej jeden z interfejsów przełącznika działający w trybie „Trunk”, jest podłączony do innego urządzenia niewspierającego protokołu VTP, bądź znajdującego się w innej domenie VTP. Funkcja VTP Pruning nie będzie działać prawidłowo, co przejawiać się będzie faktem, że lokalne urządzenie wyśle żądanie „Triggered Join” dla wszystkich sieci VLAN, nawet tych nie wykorzystywanych na lokalnym przełączniku.
      • Powyżej opisany problem można rozwiązać za pomocą komendy [switchport trunk allowed vlan VLANs-ID / no vtp (Dla protokołu VTPv3)] wydanej w trybie konfiguracji interfejsu sieciowego podłączonego do innego urządzenia niewspierającego protokołu VTP, bądź znajdującego się w innej domenie VTP.
    • W przypadku zastosowania funkcji VTP Pruning w sieci, w której znajduję się przełącznik pełniący rolę „Transparent”, pomiędzy innymi przełącznikami pełniącymi rolę „Server” bądź „Client”. Funkcja VTP Pruning może nie działać prawidłowo, blokując ruch sieciowy dla części VLAN-ów po stronie przełącznika pełniącego rolę „Server” bądź „Client” a przepuszczając ruch po stronie przełącznika pełniącego rolę „Transparent”.
      • Powyżej opisany problem można rozwiązać poprzez niewykorzystywanie przełączników pełniących rolę „Transparent”, w domenie korzystającej z funkcji VTP Pruning.
    Działanie funkcji VTP Pruning

    Konfiguracja funkcji VTP Pruning

    (config)# vtp pruning(no vtp pruning)

    Aktywuje funkcję VTP pruning.

    (config)# interface interfejs

    Przechodzi do poziomu konfiguracji określonego interfejsu sieciowego.

    (config-if)# switchport trunk pruning vlan [vlan-ID / add vlan-ID / except vlan-ID / none / remove vlan-ID]

    Redukuje bądź zwiększa zakres sieci VLAN objętych funkcją VTP pruning na określonym interfejsie (Trunk).

    Pozostałe tematy związane z protokołem VTP

  • (T) Wiadomości protokołu VTP*

    (T) Wiadomości protokołu VTP*

    Wiadomości protokołu VTP

    • Wiadomości VTP są rozsyłane w ramkach multicast-owych do wszystkich urządzeń znajdujących się w taj samej domenie. W przypadku zajścia zmian w bazie VLAN lub w ramach systematycznych aktualizacji (Co 5 minut).
    • Wiadomość Summary Advertisements – Pełni podobną funkcję dla protokołu VTP jaką pełni wiadomość Hello dla protokołów routingu. Jest rozgłaszana przez serwer domeny do wszystkich sąsiadów, poprzez połączenia trunk-owe w odstępach czasowych co 300 sekund lub w przypadku zajścia zmian w bazie VTP. Jej zawartość stanowią podstawowe informacje dotyczące lokalnego urządzenia. A są one następujące:
      • Numer wersji protokołu TVP.
      • Nazwa domeny.
      • Wartość „Revision number”.
      • Haszowanie MD5.
      • Number of subset advertisements to follow.
    Wiadomość Summary Advertisements
    Version (1 byte) Type (Summary Advertisement) (1 byte) Number of subset advertisements to follow (1 byte) Domain name length (1 byte)
    Management Domain Name (zero-padded to 32 bytes)
    Configuration Revision Number (4 bytes)
    Update Identity (Orginating IP address; 4 bytes)
    Update Time Stamp (12 bytes)
    MD5 Digest hash code (16 bytes)

    Wiadomość Summary Advertisements

    • Wiadomość Subset Advertisements – Umożliwia serwerowi domeny, przekazywanie informacji na temat istniejących sieci VLAN jak i innych danych protokołu VTP. Wiadomości są rozgłaszane w przypadku zajścia zmian w konfiguracji sieci VLAN bądź w odpowiedzi na wiadomość „Advertisement Request”, z prośbą o przesłanie dodatkowych danych. Wiadomość „Subset Advertisements” zawiera następujące informacje:
      • Usunięte jak i nowo utworzone sieci VLAN.
      • Zmiany w nazewnictwie sieci VLAN.
      • Wartość MTU sieci VLAN.
      • Status oraz typ (Token Ring, Ethernet).
      • Index protokołu IEEE 802.10.
    Wiadomość Subset Advertisements
    Version (1 byte) Type (Subset Advertisement) (1 byte) Subset Sequence number (1 byte) Domain name length (1 byte)
    Management Domain Name (zero-padded to 32 bytes)
    Configuration Revision Number (4 bytes)
    VLAN Info Filed 1 (see below)
    VLAN Info Filed …
    VLAN Info Filed n

    Wiadomość Subset Advertisements

    VTP VLAN Info Filed
    Info Length VLAN Status VLAN Type VLAN Name Length
    VLAN ID MTU Size
    802.10 SAID
    VLAN Name (Padded with zeros to multiple of 4 bytes)

    Zawartość pola “VLAN info” Wiadomości Subset Advertisements

    • Wiadomość Advertisements Requests – Jest nadawana przez klienta protokołu VTP w kierunku lokalnego serwera domeny, z prośbą o przesłanie dodatkowych informacji na temat bazy VTP. Wiadomość jest wysyłana w przypadku zrestartowania bazy VLAN bądź po wykryciu wiadomości „Summary advertisements” z większą wartością „Revision number”. W odpowiedzi na zapytanie „Advertisements Requests” serwer wyślę aktualizację bazy VTP za pomocą wiadomości  „Subset advertisements”.
    Wiadomość Advertisements Requests
    Version (1 byte) Type (Advertisement request) (1 byte) Reserved (1 byte) Domain name length (1 byte)
    Management Domain Name (zero-padded to 32 bytes)
    Starting Advertisement to request    

    Wiadomość Advertisements Requests

    Pozostałe tematy związane z protokołem VTP

  • (T) Teoria protokołu VTP*

    (T) Teoria protokołu VTP*

    Protokół VTP

    Cechy protokołu VTP

    • Jest zorganizowany w strukturze zarządzalnej domeny.
    • Wysyła wiadomości pomiędzy członkami jednej domeny, poprzez połącznia Trunk-owe.
    • Przechowuje ustawienia protokołu VTP oraz sieci VLAN w pliku „vlan.dat” bądź w konfiguracji bieżącej.

    VTP a model sieci hierarchicznej

    • Zgodnie zaleceniami budowy sieci hierarchicznej Cisco, sieci VLAN nie powinny być współdzielone pomiędzy wieloma przełącznikami jednego bloku (Switch Block), aby wykluczyć potrzebę stosowania protokołu STP. Dlatego Cisco rekomenduje wyłączenie protokołu VTP na przełącznikach należących do tego typu topologii.

    Proces synchronizacji protokołu VTP

    • Przełącznik z włączonym protokołem VTP aktualizuje swoją bazę sieci VLAN z innym urządzeniami posiadającym większą wartość „Revision number” (Zasada ta nie dotyczy urządzeń pracujących w trybie „transparent”). Wartość „Revision number” jest przechowywana w pamięci NVRAM a jej stan zostaje zachowywany nawet po restarcie przełącznika.
    • Jeżeli przełącznik współpracujący z protokołem VTP w wersji pierwszej bądź drugiej, otrzyma wiadomość VTP z innej domeny (Chodź sam do żadnej nie należy (NULL)), automatycznie do niej dołączy.
    • Przełącznik skonfigurowany w domyślnej wersją protokołu VTP (VTPv1), po wykryciu innego urządzenia działającego w wersji drugiej (VTPv2). Może automatycznie zwiększyć wykorzystywaną wersję protokołu, w celu osiągnięcia kompatybilności ze swoim sąsiadem. (VTPv1 -> VTPv2 / VTPv1 bądź VTPv2 ->X -> VTPv3)
    Należy pamiętać, aby każdy nowo podłączony do sieci przełącznik, miał zresetowaną wartość „Revision number” na 0.

    Wersje protokołu VTP

    • VTP w wersji pierwszej (VTP 1):
      • Przełącznik działający w trybie „transparent” może rozgłaszać otrzymane wiadomości VTP jedynie w przypadku, w którym zostały one wysłane z urządzenia należącego do tej samej domeny jak i wykorzystują tą samą wersją VTP.
    • VTP w wersji drugiej (VTP 2):
      • Przełącznik działający w trybie „transparent” może rozgłaszać otrzymane wiadomości VTP do sąsiednich urządzeń (VTP Relay), nawet jeśli korzystają one z innych wersji protokołu VTP (1 bądź 3).
      • Unrecognized type support – Wiadomości VTP mogą propagować nieznane aktualizacje TLV (Type, Length, Value).
      • Consistency check feature – Przełączniki prowadzą kontrolę spójności danych, wprowadzanych poprzez linie poleceń CLI bądź protokół SNMP, w celu uniknięcia propagacji błędnych informacji związanych z nazwami sieci VLAN.
      • Token Ring support – Zapewnia wsparcie dla sieci Token Ring.
    • VTP w wersji trzeciej (VTP 3):
      • Ma zablokowaną funkcję automatycznego uczenia się nazwy domeny od sąsiednich przełączników.
      • Może wymieniać zawartość baz innych protokołów (np. MST (Multiple Spanning Tree)).
      • Może być dezaktywowany względem konfigurowanego przełącznika [vtp mode off {vlan / mst}].
      • Wspiera autentykację za pomocą ukrytego hasła.
      • Wspiera rozszerzoną pule sieci VLAN (1006-4094).
      • Wspiera propagację prywatnych sieci VLAN (Private VLAN).
      • Wspiera propagację sieci Remote-span VLAN.
      • Musi być skonfigurowana manualnie (Przełącznik nigdy sam nie zostanie zaktualizowany do wersji trzeciej protokołu VTP ani sam nie dołączy do domeny, po wykryciu innego już skonfigurowanego urządzenia).
    Domyślnie każdy przełącznik pracujący w wersji trzeciej protokołu VTP, działa jako serwer zapasowy (Tylko serwer główny „Primary” może zarządzać domeną VTP (tworzyć usuwać sieci VLAN)).
    Wersja trzecia protokołu VTP nie jest kompatybilna z wersją 1 (VTPv1), natomiast z wersją 2 (VTPv2) współpracuje do momentu propagacji prywatnych sieci VLAN (Private VLAN) bądź sieci należących do puli rozszerzonej (1006-4094).

    Tryby pracy protokołu VTPv1/2

    Funkcja VTP-1,2 Serwer Klient Transparent
    Wysyła wiadomości VTP poprzez połączenie 802.1Q lub ISL Tak Tak Tak
    Umożliwia dodawanie sieci VLAN poprzez konsolę CLI Tak Nie Tak
    Wspiera podstawową pule sieci VLAN (1-1005) Tak Tak Tak
    Wspiera rozszerzoną pule sieci VLAN (1006-4094) Nie Nie Tak
    Aktualizuje lokalną bazę sieci VLAN, wiadomościami VTP posiadającymi większą wartość „Revision number”   Tak Tak Nie
    Systematycznie wysyła wiadomości VTP (Domyślnie co 5 minut) Tak Tak Nie
    Przesyła dalej otrzymane wiadomości VTP bez aktualizacji lokalnej bazy VLAN Nie Nie Tak

    Tryby pracy protokołu VTP

    Kompatybilność poszczególnych wersji protokołu VTP

    • VTP 1 <-> VTP 2 = Brak wstecznej kompatybilności.
    • VTP 2 <-> VTP 3 = Częściowa kompatybilność (VTPv2 nie wspiera sieci prywatnych ani rozszerzonej puli sieci VLAN).
    • VTP 1 <-> VTP 3 = Brak wstecznej kompatybilności.

    Ważne informacje

    • Rozszerzona pula sieci VLAN (1006–4094) jest wspinana przez każdą wersję protokołu VTP w trybie „Transparent” jak i przez protokół VTP w wersji trzeciej (VTPv3).
    • Aby przełączniki mogły wymieniać między sobą dane VTP, muszą spełniać następujące warunki:
      • Nazwa domeny musi być taka sama na obydwóch urządzeniach (Wielkość liter ma znaczenie).
      • Hasło musi być takie same na obydwóch urządzeniach (Wielkość liter ma znaczenie).
      • Muszą być połączone pomiędzy sobą poprzez połączenie typu Trunk.

    Zasady działania protokołu VTP

    Zasady działania protokołu VTP

    1. Wszystkie przełączniki z włączonym protokołem VTP, działającym w trybie klienta(Client) bądź serwera(Server), rozpoczynają systematyczne wysyłanie wiadomości „Summary Advertisements” w odstępach czasowych co 5 minut. Korzystając przy tym z domyślnej sieci VLAN jako medium transportowego.
      1. Wiadomości protokołu VTP są wysyłane multicast-owo na adres MAC 01–00–0C–CC–CCCC.
      1. Wiadomości protokołu VTP zawierają numer „Revision number”, którego wartość ulega zwiększeniu po każdorazowej zmianie dokonanej w bazie sieci VLAN.
    2. Po otrzymaniu nowej wiadomości VTP, przełącznik porównuje lokalną wartość „Revision number” z tą otrzymaną w wiadomości „Summary Advertisements”. Jeżeli lokalna wartość jest:
      1. Mniejsza – Przełącznik nadpisuje zawartość lokalnej bazy VLAN, otrzymanymi danymi.
      1. Większa – Przełącznik ignoruje otrzymaną wiadomość protokołu VTP, w zamian odsyłając własną zawartość lokalnej bazy VLAN (Większa wartość „Revision number” wskazuje na bardziej aktualne dane).
      1. Taka sama – Przełącznik ignoruje otrzymaną wiadomość protokołu VTP.

    Tryby pracy protokołu VTP

    • Server mode
      • Posiada pełną kontrolę nad procesem tworzenia i zarządzania sieciami VLAN, w obrębie swojej domeny.
      • Rozgłasza informacje o skonfigurowanych sieciach VLAN, do innych urządzeń z tej samej domeny.
      • Stanowi domyślny tryb pracy przełączników sieciowy z systemem Cisco IOS.
    W domenie musi istnieć co najmniej jeden przełącznik działający w trybie Server.
    • Client mode
      • Nie posiada kontroli nad procesem tworzenia oraz zarządzania sieciami VLAN, w obrębie swojej domeny.
      • Uzyskuje informacje o istniejących sieciach VLAN, od przełącznika działającego w trybie „Server” bądź „Client”.
      • Przekazuje otrzymane wiadomości VTP do innych urządzeń z tej samej domeny (VTP Relay).
    • Transparent mode
      • Posiada pełną kontrolę nad lokalnym procesem tworzenia oraz zarządzania sieciami VLAN.
      • Nie uczestniczy w aktywnej wymianie wiadomości pomiędzy przełącznikami z tej samej domeny.
      • W wersji pierwszej (VTPv1): Przekazuje otrzymane wiadomości do innych przełączników z tej samej domeny (Wersja protokołu VTP otrzymanej wiadomości, musi być taka sama jak na lokalnym przełączniku).
      • W wersji drugiej (VTPv2): przekazuje otrzymane wiadomości do innych przełączników, niezależnie do jakiej domeny należą. (Wersja protokołu VTP otrzymanej wiadomości, nie musi być taka sama jak ta na lokalnym przełączniku).
    • Off mode
      • Protokół VTP jest wyłączony na konfigurowanym przełączniku.

    Revision number

    • Numer Revision number – Jest przetrzymywany na każdym przełączniku (Cisco) w pamięci NVRAM. Dzięki czemu jego wartość nie ulega resetowi podczas procesu ponownego uruchomienia urządzenia sieciowego.
      • Przełącznik zawsze zaczyna liczenie wartości „Revision number” od zera (0).
      • Przełącznik zwiększa wartość „Revision number” po wprowadzeniu zmian w bezie sieci VLAN.
      • Jeżeli przełącznik otrzyma wiadomość VTP z większą wartością „Revision number” uzna, że zawarte w niej informacje są bardziej aktualne a tym samym nadpisze je nad lokalne ustawienia.
      • Wartość „Revision number” może byś zresetowana do wartości domyślnej (0) w przypadku:
        • Zmiany wersji protokołu VTP.
        • Zmiany trybu pracy protokołu VTP na „Transparent”.
        • Zmiany nazwy domeny.

    VTP (Best Practices)

    • Przed dodaniem nowego przełącznika do sieci produkcyjnej, należy:
      • Zmienić tryb jego pracy na „transparent” jak i usunąć lokalną bazę sieci VLAN (Plik vlan.dat).
      • Zmienić nazwę domeny VTP na inną niż obecna.
      • Przeładować przełącznik.
      • Skonfigurować poprawne ustawienia protokołu VTP (Domeną, hasło oraz wersję).
      • Przyłączyć nowy przełącznik do sieci.

    Pozostałe tematy związane z protokołem VTP

  • (T) Teoria Trunk*

    (T) Teoria Trunk*

    Zagadnienia teoretyczne

    Wstęp do połączeń Trunk-owych

    • Połączenie
      Trunk-owe umożliwia przenoszenie łączonego ruchu sieciowego, zawierającego
      wiele sieci wirtualnych VLAN. Dlatego jest stosowane pomiędzy przełącznikami,
      bądź w łączności przełączników z ruterami.
    • Aby
      dane z poszczególnych sieci VLAN nie uległy wymieszaniu, połączenia Trunk-owe
      stosują metodę oznaczania (Tagowania) nadchodzących do interfejsu sieciowego ramek
      Ethernet-owych, za pomocą jednego z dwóch standardów. Ogólnie dostępnego 802.1Q bądź stanowiącego własność firmy Cisco
      standardu ISL.
    • Na
      połączeniu Trunk-owym enkapsulowanym w standardzie 802.1Q, istnieje możliwość określenia natywnej nie
      tag-owanej sieci VLAN (Domyślnie w przypadku urządzeń firmy Cisco jest to VLAN
      1). Dzięki takiemu zabiegowi nie tagowany ruch sieciowy nie zostanie porzucony.

    Protokoły enkapsulacji połączenia Trunk-owego

    • ISL (Inter Switch Link) – Metoda Tagowania ramek Ethernet-owych stanowiąca własność firmy Cisco. ISL:
      • Dodaje do oryginalnej ramki 26–bitowy nagłówek oraz 4–bajtowe zakończenie CRC.
      • Wspiera sieci VLAN od 1 do 4094.
      • Nie wspiera natywnej sieci VLAN (Native VLAN).
      • O-tagowuje również domyślny VLAN 1 (Default VLAN).
    Poglądowa enkapsulacja ramki Ethernet-owej za pomocą protokołu ISL
    • IEEE 802.1Q (dot1q) – Metoda Tagowania ramek Ethernet-owych stanowiąca ogólnie dostępny Standart. 802.1Q:
      • Wprowadza koncepcje sieci natywnej (Native VLAN) domyślnie w postaci sieci VLAN 1.
      • Domyślnie nie taguje ramek Ethernet-owych nadanych w sieci VLAN 1.
      • Wykorzystuje dwa pierwsze bajty nagłówka jako TPID (Tag Protocol Identifier) z wartością 0x8100.
      • W przeciwieństwie do enkapsulacji ISL nie dodaje nagłówka jak i zakończenia CRC do ramki Ethernet-owej, a jedynie rozszerza istniejący nagłówek o dodatkowe dane. Proces ten nazywa się  „single tagging” bądź „Internal tagging”.
    • Zaprezentowana poniżej ramka Ethernet-owa enkapsulowana za pomocą standardu 802.1Q, posiada następujące pola:
      • Priority – Pole przeznaczone dla funkcji QoS.
      • VLAN Identifier – 12 bitowe pole zawierające wartość VLAN ID.
    Poglądowa enkapsulacja ramki Ethernet-owej za pomocą protokołu 802.1Q 
    Jeżeli w systemie Cisco IOS dostępne są obydwa standardy tagujące, domyślnie wybierany jest tryb ISL.
    Zarówno enkapsulacja ISL jak i 802.1Q zwiększają wielkość przesyłanej ramki Ethernet-owej o dodatkowe bajty, co może doprowadzić do przekroczenia maksymalnej wartości MTU (Powstała w wyniku tego ramka Ethernet-owa nazywana jest „baby giant frames”). Aby pomimo przekroczenia wartości MTU ruch sieciowy mógł być tagowany, przełączniki ignorują domyślne limity MTU na połączeniach Trunk-owych.
    Poprawna ramka Ethernet-owa enkapsulowana za pomocą 802.1Q ma od 68 do 1522 bajtów.

    Protokoły negocjujące połączenie Trunk-owe

    • DTP (Dynamic Trunk Protocol) (Własność firmy Cisco) – Umożliwia automatyczną negocjację połączenia Trunk-owego 802.1Q bądź ISL, pomiędzy dwoma przełącznikami sieciowymi. Protokół DTP:
      • Powinien być włączony jedynie pomiędzy dwoma przełącznikami należącymi do tej samej domeny VTP.
      • Automatycznie wysyła wiadomości do sąsiednich urządzeń co 30 sekund.
      • Wykorzystuje adres multicast 01:00:0C:CC:CC:CC.
    Cisco nie zaleca stosowania protokołu DTP, a jedynie statyczną konfigurację połączeń Trunk-owych.

    Metody nawiązywania dynamicznego połączenia Trunk-owego

    • Access – Statycznie konfiguruje określony port jako interfejs dostępowy „access port”.
    • Trunk – Statycznie konfiguruje określony interfejs jako połączenie Trunk-owe.
    • Dynamic desirable – Inicjuje negocjacje połączenia Trunk-owego.
    • Dynamic auto – Biernie oczekuje na nawiązanie połączenia Trunk-owego.
    • Nonegotiate – Wyłącza protokół DTP na konfigurowanym interfejsie, blokując zarówno wysyłanie jak i odbieranie wiadomości DTP, tym samym uniemożliwiając dynamiczne wynegocjowanie połączenia trunk-owego.
    Tryb Pracy Access Dynamic auto Trunk Dynamic desirable
    Access Access Access ——— Access
    Dynamic auto Access Access Trunk Trunk
    Trunk ——— Trunk Trunk Trunk
    Dynamic desirable Access Trunk Trunk Trunk

    Tryby pracy interfejsu sieciowego (switchport)

    Trunk Best Practices

    • Przy konfiguracji polaczenia Trunk-owego należy:
      • Zmienić natywną sieć VLAN na inną nie używaną sieć wirtualną.
      • Wyłączyć auto negocjację, konfigurując statyczne połączenia Trunk-owe.
      • Statycznie określić protokół enkapsulacji połączenia Trunk-owego.
      • Ograniczyć ilość sieci VLAN przenoszonych przez polaczenie Trunk-owe, do niezbędnego minimum (VLAN Pruning).
      • Zablokować auto negocjację oraz statycznie skonfigurować tryb pracy interfejsu dostępowego na „Access”.
      • Zablokować auto negocjację funkcji EtherChannel na interfejsach dostępowych.
      • Skonfigurować funkcję PortFast na interfejsach dostępowych.

    Pozostałe tematy związane z zagadnieniem Trunk