(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)

• 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

• Wprowadzenie do protokołu STP
• Stany i role Interfejsów STP
• Czasy protokołu STP
• Budowa wiadomości BPDU
• Zmiany zachodzące w topologii protokołu STP
• Funkcje specjalne / bezpieczeństwo protokołu STP
• Wprowadzenie do protokołu RSTP
• Tryby i stany pracy protokołu RSTP
• RSTP Convergence
• Teoria protokołu MST
• Troubleshooting protokołu STP
• Konfiguracja protokołu STP
• Konfiguracja protokołu MST
• Konfiguracja funkcji specjalnych protokołu STP