擴展樹協定 (STP)
有家被 Compaq 公司 (後來 Compaq 又被 HP 併購了) 併購的公司 Digital Equipment Corporation (DEC) 建立了原始版本的擴展樹協定 (Spanning Tree Protocol, STP)。
後來 IEEE 建立了它自己的 STP 版本, 稱為 802.1D。不過壞消息是, 所有的 Cisco 交換器預設上都執行 IEEE 802.1D 版的 STP, 這與 DEC 版並不相容。好消息是, Cisco 的新型交換器正往另一個產業標準推進 - 802.1W。
本節也會介紹這個版本的 STP, 不過首先讓我們先來定義一些重要的 STP 基礎。
STP 的主要任務是要預防在第 2 層的網路 (橋接器或交換器) 上發生網路迴圈, 它警覺地監視網路以找尋所有的鏈路, 藉由關閉冗餘的鏈路來確定迴圈不會發生。
STP 使用擴展樹演算法 (Spanning-Tree Algorithm, STA), 首先產生一個拓樸資料庫, 然後搜索出冗餘鏈路, 並拿掉它。
執行 STP 之後, 訊框只能在良好的、由 STP 挑選的鏈路上轉送。
以下幾節將介紹擴展樹協定的核心。
討論 STP 如何在網路中運作的細節之前, 您需要瞭解一些基本的概念與術語, 以及他們彼此在第 2 層交換式網路中的關係。
根橋接器 (root bridge)根橋接器是一部有最佳橋接器 ID 的橋接器, STP 的重點是網路中的所有交換器要選出一部根橋接器, 以成為網路的焦點。
n網路中的所有其他決定 - 例如那個埠要凍結, 那個埠要設在轉送模式 - 都是從根橋接器的觀點來進行的。
BPDU 交換器用來交換資訊, 以進行根交換器的挑選及網路的後續設定。
每部交換器會對他們傳送給鄰居的, 以及他們從其他鄰居收到之橋接協定資料單元 (Bridge Protocol Data Unit, BPDU) 中的參數進行比較。
橋接器 ID 橋接器 ID 是 STP 記錄網路之所有交換器的方式, 它是由橋接器的優先權 (預設上所有的 Cisco 交換器是 32, 768) 與 MAC 位址共同決定的。
橋接器 ID 最低的橋接器會成為網路中的根橋接器。
非根橋接器根橋接器以外的所有橋接器。
非根橋接器與所有橋接器交換 BPDU, 更新所有交換器上的 STP 拓樸資料庫, 預防迴圈, 並提供防禦鏈路故障的措施。
埠成本當兩部交換器之間有多條鏈路, 而且沒有任何鏈路是根埠時, 埠成本可用來決定最佳路徑。
鏈路的成本乃由鏈路的頻寬所決定。
根埠 (root port)根埠是直接與根橋接器相連的鏈路, 或抵達根橋接器的最短路徑。
如果有一條以上的鏈路連結到根橋接器, 則藉由檢查每條鏈路的頻寬來決定埠成本, 並以最低成本的埠設為根埠。
如果有多條鏈路的成本相同, 則使用宣傳橋接器 ID 較低的橋接器, 但因為多條鏈路可能都是來自於同一部裝置, 這時就使用最低的埠號。
委任埠 (designed port)因為有最佳 (低) 成本而被選定的埠 - 委任埠會被標示成轉送埠。
非委任埠成本比委任埠高的埠, 這種埠會放入凍結模式 (blocking mode) - 非委任埠不是轉送埠。
轉送埠 (forwarding port)轉送埠可轉送訊框。
凍結埠 (blocking port)凍結埠不會轉送訊框, 以預防迴圈;但凍結埠仍會聆聽訊框。
後來 IEEE 建立了它自己的 STP 版本, 稱為 802.1D。不過壞消息是, 所有的 Cisco 交換器預設上都執行 IEEE 802.1D 版的 STP, 這與 DEC 版並不相容。好消息是, Cisco 的新型交換器正往另一個產業標準推進 - 802.1W。
本節也會介紹這個版本的 STP, 不過首先讓我們先來定義一些重要的 STP 基礎。
STP 的主要任務是要預防在第 2 層的網路 (橋接器或交換器) 上發生網路迴圈, 它警覺地監視網路以找尋所有的鏈路, 藉由關閉冗餘的鏈路來確定迴圈不會發生。
STP 使用擴展樹演算法 (Spanning-Tree Algorithm, STA), 首先產生一個拓樸資料庫, 然後搜索出冗餘鏈路, 並拿掉它。
執行 STP 之後, 訊框只能在良好的、由 STP 挑選的鏈路上轉送。
以下幾節將介紹擴展樹協定的核心。
討論 STP 如何在網路中運作的細節之前, 您需要瞭解一些基本的概念與術語, 以及他們彼此在第 2 層交換式網路中的關係。
根橋接器 (root bridge)根橋接器是一部有最佳橋接器 ID 的橋接器, STP 的重點是網路中的所有交換器要選出一部根橋接器, 以成為網路的焦點。
n網路中的所有其他決定 - 例如那個埠要凍結, 那個埠要設在轉送模式 - 都是從根橋接器的觀點來進行的。
BPDU 交換器用來交換資訊, 以進行根交換器的挑選及網路的後續設定。
每部交換器會對他們傳送給鄰居的, 以及他們從其他鄰居收到之橋接協定資料單元 (Bridge Protocol Data Unit, BPDU) 中的參數進行比較。
橋接器 ID 橋接器 ID 是 STP 記錄網路之所有交換器的方式, 它是由橋接器的優先權 (預設上所有的 Cisco 交換器是 32, 768) 與 MAC 位址共同決定的。
橋接器 ID 最低的橋接器會成為網路中的根橋接器。
非根橋接器根橋接器以外的所有橋接器。
非根橋接器與所有橋接器交換 BPDU, 更新所有交換器上的 STP 拓樸資料庫, 預防迴圈, 並提供防禦鏈路故障的措施。
埠成本當兩部交換器之間有多條鏈路, 而且沒有任何鏈路是根埠時, 埠成本可用來決定最佳路徑。
鏈路的成本乃由鏈路的頻寬所決定。
根埠 (root port)根埠是直接與根橋接器相連的鏈路, 或抵達根橋接器的最短路徑。
如果有一條以上的鏈路連結到根橋接器, 則藉由檢查每條鏈路的頻寬來決定埠成本, 並以最低成本的埠設為根埠。
如果有多條鏈路的成本相同, 則使用宣傳橋接器 ID 較低的橋接器, 但因為多條鏈路可能都是來自於同一部裝置, 這時就使用最低的埠號。
委任埠 (designed port)因為有最佳 (低) 成本而被選定的埠 - 委任埠會被標示成轉送埠。
非委任埠成本比委任埠高的埠, 這種埠會放入凍結模式 (blocking mode) - 非委任埠不是轉送埠。
轉送埠 (forwarding port)轉送埠可轉送訊框。
凍結埠 (blocking port)凍結埠不會轉送訊框, 以預防迴圈;但凍結埠仍會聆聽訊框。