10. Алгоритм stp
Широковещательный шторм
Широковещательный шторм (англ. Broadcast storm) - лавина (всплеск) широковещательных (служебных) пакетов. Размножение некорректно сформированных широковещательных сообщений в каждом узле приводит к экспоненциальному росту их числа и парализует работу сети. Обычно такие пакеты используются сетевыми сервисами для оповещения станций о своем присутствии. Считается нормальным, если широковещательные пакеты составляют около 10% от общего числа пакетов в сети.
Поэтому замкнутые контуры запрещены.
Протокол STP
Основной задачей STP является приведение сети Ethernet с множественными связями к древовидной топологии, исключающей циклы пакетов. Происходит это путём автоматического блокирования избыточных в данный момент связей для полной связности портов. Протокол описан в стандарте IEEE 802.1D. Замкнутые контуры используются для резервирования – один канал функционирует, другой в горячем резерве.
Принцип действия
В сети выбирается один корневой коммутатор (англ. Root Bridge). – вручную или автоматически (минимальный MAC-адрес по пакетам BPDU).
Далее каждый, отличный от корневого, коммутатор просчитывает кратчайший путь к корневому (чем больше скорость, тем короче). Соответствующий порт называется корневым портом (англ. Root Port). У любого не корневого коммутатора может быть только один корневой порт.
После этого для каждого сегмента сети просчитывается кратчайший путь к корневому порту. Мост, через который проходит этот путь, становится назначенным для этой сети (англ. Designated Bridge). Непосредственно подключенный к сети порт моста — назначенным портом.
Далее на всех мостах блокируются все порты, не являющиеся корневыми и назначенными. В итоге получается древовидная структура (математический граф) с вершиной в виде корневого коммутатора.
Скорость, Мбит/с |
STP Cost |
4 |
5 000 000 |
10 |
2 000 000 |
16 |
1 250 000 |
100 |
200 000 |
1000 |
20 000 |
2000 |
10 000 |
10000 |
2 000 |
Табл. 1 Зависимость пути от скорости
Корневой
порт ищется на каждом КОММУТАТОРЕ,
назначенный – на каждом СЕГМЕНТЕ.
11. Виртуальные локальные сети (vlan)
Агрегирование каналов - объединение избыточных физических связей в логические для достижения баланса нагрузки – одна из форм использования альтернативных маршрутов в сетях на коммутаторах. Повышает производительность и надежность сети. Образуется с помощью двух соседних коммутаторов.
Виртуальная локальная сеть (Virtual LAN, VLAN) – группа узлов сети, трафик которой (в т. ч. широковещательный) на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети.
IEEE 802.1Q - этот стандарт является открытым. Этот стандарт помечает тот или иной фрейм, который «привязан» к какому-то VLAN тэгированием. Тэгирование это функция коммутатора (или любого другого устройства, которое «понимает» VLAN ), которая вставляет в фрейм ethernet некий тэг, состоящий из 4 байт. Процедура тэгирования не меняет данные заголовка, таким образом, оборудование, которое не поддерживает технологию VLAN, может без проблем передавать такой фрейм дальше по сети, сохраняя тэг.
TPID (Tag Protocol Identifier) – идентификатор протокола тегирования (16 бит). Для 802.1q 0x8100
Priority – приоритет кадра (3 бита)
CFI (Canonical Format Indicator) – индикатор канонического формата MAC-адреса (1 бит), используется для обеспечения совместимости между сетями Ethernet и Token ring
VLAN identifier (VID) – идентификатор виртуальной сети (12 бит: от 0 до 4095)
Каждый VLAN ведет себя как отдельный изолированный коммутатор и передача кадров между ними средствами канального уровня невозможна.
VLAN могут охватывать несколько коммутаторов. Их (коммутаторы) соединяют специальные логические каналы – транки.
Виртуальные локальные сети бывают статическими и динамическими. В статических VLAN группировка узлов происходит по портам коммутаторов. Каждому порту ставится в соответствие номер VLAN. Все кадры приходящие на соответственный порт помечаются идентификатором. Основным отличием динамических VLAN от статических является то, что группировка узлов происходит по MAC-адресам.
VLAN Trunking Protocol (VTP) обеспечивает автоматическую актуализацию информации во всех коммутаторах VTP-домена (т.е. отменяет необходимость создания / переименования / удаления VLAN на каждом коммутаторе). VTP работает только по транковым портам и имеет 3 режима работы: сервер, клиент и прозрачный. VLAN Pruning позволяет исключить ненужные VLAN из транков.
12. Internet Protocol
Internet Protocol или IP (англ. internet protocol — межсетевой протокол) — маршрутизируемый сетевой протокол, протокол сетевого уровня семейства TCP/IP.
Протокол IP используется для негарантированной доставки данных, разделяемых на так называемые пакеты от одного узла сети к другому. Это означает, что на уровне этого протокола (третий уровень сетевой модели OSI) не даётся гарантий надёжной доставки пакета до адресата. В частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (когда приходят две копии одного пакета; в реальности это бывает крайне редко), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прибыть вовсе. Гарантию безошибочной доставки пакетов дают протоколы более высокого (транспортного уровня) сетевой модели OSI — например, TCP — которые используют IP в качестве транспорта.