19. Протокол связующего дерева stp. Принцип работы.

Протокол связующего дерева (STP, Spanning Tree Protocol) — это протокол, который используется в компьютерных сетях для предотвращения циклических зависимостей в топологии сети и обеспечения единственного активного пути между любыми двумя узлами. Он основан на алгоритме Дейкстры и был разработан для предотвращения широковещательных штормов, которые могут возникнуть из-за циклических петель в сети.

Принцип работы протокола STP включает следующие этапы:

• Выбор корневого моста (Root Bridge): Каждый коммутатор в сети стремится стать корневым мостом, то есть коммутатором с самым низким идентификатором. Идентификатор корневого моста состоит из приоритета моста и его MAC-адреса. Коммутатор с наименьшим идентификатором становится корневым мостом.

• Определение пути до корневого моста: Каждый коммутатор определяет, через какие порты он может достичь корневого моста. Эта информация используется для построения дерева связующего дерева (Spanning Tree).

• Выбор порта на каждом сегменте: Для каждого сегмента (сегмента сети, соединенного сетевым устройством) выбирается один порт, который считается наилучшим для достижения корневого моста. Остальные порты на сегменте становятся заблокированными.

• Пересчет при изменениях в сети: Если происходят изменения в топологии сети (например, добавление нового коммутатора или отказ порта), протокол STP пересчитывает пути и перенастраивает топологию для обеспечения отсутствия циклических петель.

• Предотвращение циклических зависимостей: STP блокирует порты на коммутаторах, чтобы предотвратить циклические зависимости и создать единственный активный путь между узлами в сети.

Протокол STP работает на канальном уровне сети (Layer 2 OSI) и обеспечивает надежность и стабильность работы сети, предотвращая петли и широковещательные штормы. Важно отметить, что существует улучшенная версия протокола STP, называемая Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), которая обеспечивает более быстрое восстановление сети после изменений в топологии.

20. Эволюция stp. Различие состояний портов stp и rstp.

Протокол связующего дерева (STP) и его улучшенная версия — Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) — оба используются для предотвращения циклических зависимостей в сети и обеспечения стабильности топологии. Однако, есть различия в состоянии портов между этими двумя протоколами.

• STP (Spanning Tree Protocol):

  • Блокирующее состояние (Blocking): В начале работы STP, когда сеть находится в процессе выбора корневого моста и определения портов, которые будут заблокированы, порты проходят через блокирующее состояние. В этом состоянии порт не пересылает трафик и используется для предотвращения циклических зависимостей.

  • Прямое состояние (Listening): После блокирования порты переходят в прямое состояние, в котором они начинают прослушивание BPDU (Bridge Protocol Data Unit) от других коммутаторов и продолжают изучение топологии сети.

  • Обучающее состояние (Learning): Затем порты переходят в обучающее состояние, где они активно учатся адресам MAC устройств на сегменте сети.

  • Прохождение трафика (Forwarding): Наконец, порты, которые успешно завершили прослушивание и обучение, переходят в состояние прохождения трафика и начинают активно пересылать данные.

• RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol):

  • Прямое состояние (Discarding): В RSTP блокирующее и прямое состояния были объединены в одно, называемое состоянием отбрасывания (Discarding). В этом состоянии порт не пересылает трафик и используется для предотвращения циклических зависимостей.

  • Обучающее состояние (Learning): Затем порты переходят в состояние обучения, которое аналогично обучающему состоянию в STP.

  • Прохождение трафика (Forwarding): После обучения порты могут сразу переходить в состояние прохождения трафика без ожидания, что ускоряет восстановление после изменений в топологии.

Одно из главных преимуществ RSTP — это его способность быстро переходить порты в активное состояние, что существенно уменьшает время восстановления сети после изменений в топологии. Тогда как STP может требовать длительных временных интервалов для перехода портов через различные состояния, RSTP позволяет им делать это более эффективно и быстро.