14662
Komentaras:
|
← Versija 17 nuo 2020-12-02 00:41:21 ⇥
14716
|
Pašalinimai yra pažymėti taip. | Pridėjimai yra pažymėti taip. |
Eilutė 3: | Eilutė 3: |
Eilutė 24: | Eilutė 24: |
Šiame darbe bus aiškinama kaip veikia dengiančio medžio protokolas, esantis perteklinių duomenų |
Šiame darbe bus aiškinama kaip veikia dengiančio medžio protokolas, esantis perteklinių duomenų |
Eilutė 32: | Eilutė 30: |
Išsiaiškinama, kam naudojamas dengiančio medžio protokolas perteklinio tinklo sudarymui. Kaip | Išsiaiškinama, kam naudojamas dengiančio medžio protokolas perteklinio tinklo sudarymui. Kaip |
Eilutė 36: | Eilutė 34: |
dengiančio medžio protokolas CISCO komutatoriuose. Kaip dengiančio medžio protokolas apima skirtingus | dengiančio medžio protokolas CISCO komutatoriuose. Kaip dengiančio medžio protokolas apima skirtingus |
Eilutė 42: | Eilutė 40: |
---- |
|
Eilutė 43: | Eilutė 43: |
Dideliuose organizacijose, kur tinkle esantys įrenginiai turi pasiekti vienas kitą net gedimo atveju, reikia sudaryti sąlygas, kad tinklo funkcionavimas būtų nepertraukiamas. Tam naudojamas perteklinis |
Dideliuose organizacijose, kur tinkle esantys įrenginiai turi pasiekti vienas kitą net gedimo atveju, reikia sudaryti sąlygas, kad tinklo funkcionavimas būtų nepertraukiamas. Tam naudojamas perteklinis |
Eilutė 50: | Eilutė 49: |
galinio vartojimo įrenginys, ryšio su kurio praradimas lemia didelius nuostolius nepriklausomai nuo | galinio vartojimo įrenginys, ryšio su kurio praradimas lemia didelius nuostolius nepriklausomai nuo |
Eilutė 56: | Eilutė 55: |
(Angl. „Access“) sluoksnių komutatoriams be perteklinių kelių, esant profilaktikos, gedimų šalinimo darbams, bei nelaimės arba įrangos gedimo atvejais varduotojų duomenų srautai yra nutraukti, ir tai |
(Angl. „Access“) sluoksnių komutatoriams be perteklinių kelių, esant profilaktikos, gedimų šalinimo darbams, bei nelaimės arba įrangos gedimo atvejais varduotojų duomenų srautai yra nutraukti, ir tai |
Eilutė 62: | Eilutė 61: |
---- |
|
Eilutė 63: | Eilutė 64: |
Eilutė 67: | Eilutė 67: |
Tinkluose patikimumo didinimui dažnai naudojama perteklinė įranga, atsižvelgiant į faktą , kad dengiančio medžio protokolas veikia kanaliniame lygmenyje, tai ir STP naudojamas kanalinio lygmens įrangoje, t.y. komutatoriuose. |
Tinkluose patikimumo didinimui dažnai naudojama perteklinė įranga, atsižvelgiant į faktą , kad dengiančio medžio protokolas veikia kanaliniame lygmenyje, tai ir STP naudojamas kanalinio lygmens įrangoje, t.y. komutatoriuose. |
Eilutė 74: | Eilutė 73: |
{{attachment:3_1.jpg||align="center"}} | . {{attachment:3_1.jpg||align="center"}} |
Eilutė 88: | Eilutė 87: |
{{attachment:3_2.png}} | {{attachment:3_2.png}} |
Eilutė 98: | Eilutė 97: |
- ARP užklausą į maršrutizatorių (Gavėjas: 10.20.20.1) - Siuntėjo MAC adresas: 01:01:01:01:01:01 - Gavėjo MAC adresas: FF:FF:FF:FF:FF:FF (pranešimas visam tinklui, nes kompiuterio atmintyje dar nėra įrašo, kuris atitiktų maršrutizatoriaus MAC adreso) |
- ARP užklausą į maršrutizatorių (Gavėjas: 10.20.20.1) - Siuntėjo MAC adresas: 01:01:01:01:01:01 - Gavėjo MAC adresas: FF:FF:FF:FF:FF:FF (pranešimas visam tinklui, nes kompiuterio atmintyje dar nėra įrašo, kuris atitiktų maršrutizatoriaus MAC adreso) |
Eilutė 106: | Eilutė 105: |
{{attachment:3_3.png}} Antru žingsniu komutatorius „ACC3“ užrašys į MAC adresų lentelę MAC adresą 01:01:01:01:01:01 ir priskirs atitinkamą |
{{attachment:3_3.png}} Antru žingsniu komutatorius „ACC3“ užrašys į MAC adresų lentelę MAC adresą 01:01:01:01:01:01 ir priskirs atitinkamą |
Eilutė 114: | Eilutė 113: |
Atsižvelgiant į tai, kad užklausa yra siunčiama visiems „broadcast“, komutatorius „ACC3“ nukreips paketą į | Atsižvelgiant į tai, kad užklausa yra siunčiama visiems „broadcast“, komutatorius „ACC3“ nukreips paketą į |
Eilutė 118: | Eilutė 117: |
{{attachment:3_4.png}} |
{{attachment:3_4.png}} |
Eilutė 123: | Eilutė 121: |
atitinkamuose išvadose. T.y. mūsų tinklo komutatoriai žino kur yra kompiuteris „PC1“. Toliau komutatoriai branduolinio | atitinkamuose išvadose. T.y. mūsų tinklo komutatoriai žino kur yra kompiuteris „PC1“. Toliau komutatoriai branduolinio |
Eilutė 127: | Eilutė 125: |
{{attachment:3_5.png}} |
{{attachment:3_5.png}} |
Eilutė 134: | Eilutė 131: |
- ARP atsakymas (Maršrutizatorius siunčia savo MAC adresą, gavėjas 10.20.20.10) - Siuntėjo MAC: 20:20:20:20:20:20 - Gavėjo MAC: 01:01:01:01:01:01 Toliau ARP atsakymas pasieks komutatorių CODI1 ir šis komutatorius užrašys į savo MAC adresų lentelę maršrutizatoriaus prievado MAC adresą. Atsižvelgiant į tai, kad komutatoriai CODI1 ir ACC3 |
- ARP atsakymas (Maršrutizatorius siunčia savo MAC adresą, gavėjas 10.20.20.10) - Siuntėjo MAC: 20:20:20:20:20:20 - Gavėjo MAC: 01:01:01:01:01:01 Toliau ARP atsakymas pasieks komutatorių CODI1 ir šis komutatorius užrašys į savo MAC adresų lentelę maršrutizatoriaus prievado MAC adresą. Atsižvelgiant į tai, kad komutatoriai CODI1 ir ACC3 |
Eilutė 146: | Eilutė 143: |
{{attachment:3_6.png}} |
{{attachment:3_6.png}} |
Eilutė 151: | Eilutė 147: |
todėl vienas ARP atsakymas bus gautas bet, tai sukels didelius nemalonumus tinklui. Žinant, kad komutatoriai | todėl vienas ARP atsakymas bus gautas bet, tai sukels didelius nemalonumus tinklui. Žinant, kad komutatoriai |
Eilutė 156: | Eilutė 152: |
|| Preambulė || Gavėjo MAC|| Siuntėjo MAC|| Ilgis/ETHERTYPE|| Duomenys ||FCS|| ||8 baitai|| 6 baitai|| 6 baitai|| 2 baitai ||46 – 1500 B || 4 baitai || Galima pastebėti, kad kanalinio lygmens antrašte neturi TTL (Angl. „Time to Live“) lauko, kuris apriboja |
||Preambulė ||Gavėjo MAC ||Siuntėjo MAC ||Ilgis/ETHERTYPE ||Duomenys ||FCS || ||8 baitai ||6 baitai ||6 baitai ||2 baitai ||46 – 1500 B ||4 baitai || Galima pastebėti, kad kanalinio lygmens antrašte neturi TTL (Angl. „Time to Live“) lauko, kuris apriboja |
Eilutė 170: | Eilutė 168: |
{{attachment:3_7.png}} | {{attachment:3_7.png}} |
Eilutė 175: | Eilutė 172: |
1. CODI1 – CODI2 – ACC3; 2. CODI1 – CODI2 – ACC4. Galima pastebėti, kad kiekvieną ciklo iteraciją paketų skaičius didėja dvigubai, reiškia mes turime reiškinį, kuris vadinasi transliavimo štormu („Broadcast storm“), kenksmingų paketų skaičius didės, kol įrangos procesorius nebus pajėgus praleisti tokį |
1. CODI1 – CODI2 – ACC3; 2. CODI1 – CODI2 – ACC4. Galima pastebėti, kad kiekvieną ciklo iteraciją paketų skaičius didėja dvigubai, reiškia mes turime reiškinį, kuris vadinasi transliavimo štormu („Broadcast storm“), kenksmingų paketų skaičius didės, kol įrangos procesorius nebus pajėgus praleisti tokį |
Eilutė 189: | Eilutė 186: |
blokuojami prievadai, kurie gali dalyvauti begaliniuose cikluose. Koks prievadas bus blokuojamas sprendžiama pagal komutatorių | blokuojami prievadai, kurie gali dalyvauti begaliniuose cikluose. Koks prievadas bus blokuojamas sprendžiama pagal komutatorių |
Eilutė 193: | Eilutė 190: |
{{attachment:3_8.png}} | {{attachment:3_8.png}} |
Eilutė 201: | Eilutė 198: |
užblokuoti prievadai taps aktyvus, tai užtrunka apytiksliai 50 sekundžių tarp įrangos apklausų. Taigi, pagrindinė dengiančio medžio protokolas (STP) yra – esant perteklinei įrangai dubliuojantiems naudojamos duomenų srautų keliams |
užblokuoti prievadai taps aktyvus, tai užtrunka apytiksliai 50 sekundžių tarp įrangos apklausų. Taigi, pagrindinė dengiančio medžio protokolas (STP) yra – esant perteklinei įrangai dubliuojantiems naudojamos duomenų srautų keliams |
Eilutė 207: | Eilutė 204: |
Eilutė 209: | Eilutė 205: |
Dengiančio medžio protokolas – tai standartinis pramoninis protokolas, kuris yra pajungtas pagal nutylėjimą visuose |
Dengiančio medžio protokolas – tai standartinis pramoninis protokolas, kuris yra pajungtas pagal nutylėjimą visuose |
Eilutė 218: | Eilutė 213: |
Kai prievadas išeina į aktyvų režimą jis bus blokavimo stadijoje (Angl. „Blocking state“), kol nebus įsitikinta, kad nėra potencialių ciklų , šis procesas gali užtrukti apie 50 sekundžių. BPDU paketuose yra įrašytas tilto |
Kai prievadas išeina į aktyvų režimą jis bus blokavimo stadijoje (Angl. „Blocking state“), kol nebus įsitikinta, kad nėra potencialių ciklų , šis procesas gali užtrukti apie 50 sekundžių. BPDU paketuose yra įrašytas tilto |
Eilutė 224: | Eilutė 219: |
sudaromas iš komutatoriaus MAC adreso ir administratorių suteiktu tilto prioritetu (Angl. „Bridge Priority“), kuris gali | sudaromas iš komutatoriaus MAC adreso ir administratorių suteiktu tilto prioritetu (Angl. „Bridge Priority“), kuris gali |
Eilutė 232: | Eilutė 227: |
{{attachment:3_9.png}} | {{attachment:3_9.png}} |
Eilutė 236: | Eilutė 231: |
kurio fizinis adresas yra mažiausias, matome, kad tai yra komutatorius ACC3. Kiekvienas komutatoriaus | kurio fizinis adresas yra mažiausias, matome, kad tai yra komutatorius ACC3. Kiekvienas komutatoriaus |
Eilutė 240: | Eilutė 235: |
1. '''Root''' – prievadas nukreiptas į „Root“ komutatoriaus pusę; 2. '''Designate''' – prievadas priešingai „Root“ komutatoriaus pusei; 3. '''Alternate''' – prievadas, kuris yra blokuojamas dėl potencialaus begalinio ciklo pavojaus. |
1. '''Root''' – prievadas nukreiptas į „Root“ komutatoriaus pusę; 2. '''Designate''' – prievadas priešingai „Root“ komutatoriaus pusei; 3. '''Alternate''' – prievadas, kuris yra blokuojamas dėl potencialaus begalinio ciklo pavojaus. |
Eilutė 248: | Eilutė 243: |
{{attachment:3_10.png}} Galima atkreipti dėmesį, kad visi „Root“ komutatoriaus prievadai yra „designate“ tipo, ir šis komutatorius yra vienintelis, kuris tūri visus aktyvius prievadus duomenų perdavimui, |
{{attachment:3_10.png}} Galima atkreipti dėmesį, kad visi „Root“ komutatoriaus prievadai yra „designate“ tipo, ir šis komutatorius yra vienintelis, kuris tūri visus aktyvius prievadus duomenų perdavimui, |
Eilutė 256: | Eilutė 251: |
== 3.3. Dengiančio medžio protokolo (STP) versijos == |
== 3.3. Dengiančio medžio protokolo (STP) versijos == |
Eilutė 263: | Eilutė 256: |
- '''IEEE802.1D Spanning tree protocol '''– originalus dengiančio medžio protokolas, naudojamas visiems virtualiems tinklams (Angl. „VLAN“) esantiems tinkle; - '''IEEE802.1W Rapid Spannig tree protocol''' – yra patobulintas atsako laikas, naudojamas visiems virtualiems potinkliams tinkle; - '''IEEE802.1S Multiple spanning tree protocol''' – Yra leidžiamas skirtingų virtualių potinklių grupavimas, tam kad sudaryti apkrovos balansavimą (Angl. „Load balansing“). |
- '''IEEE802.1D Spanning tree protocol '''– originalus dengiančio medžio protokolas, naudojamas visiems virtualiems tinklams (Angl. „VLAN“) esantiems tinkle; - '''IEEE802.1W Rapid Spannig tree protocol''' – yra patobulintas atsako laikas, naudojamas visiems virtualiems potinkliams tinkle; - '''IEEE802.1S Multiple spanning tree protocol''' – Yra leidžiamas skirtingų virtualių potinklių grupavimas, tam kad sudaryti apkrovos balansavimą (Angl. „Load balansing“). |
Eilutė 271: | Eilutė 264: |
{{attachment:3_11.png}} |
{{attachment:3_11.png}} |
Eilutė 276: | Eilutė 268: |
tam komutatoriuje yra sukonfigūruojami „Switchport mode Access“ arba „Untagged“ VLAN identifikatoriai. | tam komutatoriuje yra sukonfigūruojami „Switchport mode Access“ arba „Untagged“ VLAN identifikatoriai. |
Eilutė 282: | Eilutė 274: |
tarp CD1 ir CD2 komutatorių. Taip yra sudarytas tinklas, kuriame STP procesai paleidžiami skirtingi, skirtingiems | tarp CD1 ir CD2 komutatorių. Taip yra sudarytas tinklas, kuriame STP procesai paleidžiami skirtingi, skirtingiems |
Eilutė 286: | Eilutė 278: |
---- |
|
Eilutė 287: | Eilutė 281: |
Dengiančio medžio protokolas yra sukonfigūruotas visuose komutatoriuose esančiose gamyboje šiais laikais. |
Dengiančio medžio protokolas yra sukonfigūruotas visuose komutatoriuose esančiose gamyboje šiais laikais. |
Eilutė 296: | Eilutė 289: |
STP bendravimui tarp kanalinio lygmens įrenginių naudojami specialūs paketai, vadinami BPDU, kurie savyje neša informaciją apie kiekvieną komutatorių, jo identifikatorių ir prioritetą tinkle. Komutatorius su žemiausiu priritėtu |
STP bendravimui tarp kanalinio lygmens įrenginių naudojami specialūs paketai, vadinami BPDU, kurie savyje neša informaciją apie kiekvieną komutatorių, jo identifikatorių ir prioritetą tinkle. Komutatorius su žemiausiu priritėtu |
Eilutė 306: | Eilutė 299: |
---- | |
Eilutė 308: | Eilutė 302: |
''''' 1. CCNP and CCIE Enterprise Core ENCOR 350-401 Official Cert. Ramiro Garza Rios, Brad Edgeworth, David Hucaby, Jason Gooley 2019-12-02. ''''' ''''' 2. CISCO CCNA. Neil Anderson. ''''' ''''' 3. CISCO PACKET TRACER guide. Prieiga per internetą: https://www.packettracernetwork.com/''''' |
''''' 1. CCNP and CCIE Enterprise Core ENCOR 350-401 Official Cert. Ramiro Garza Rios, Brad Edgeworth, David Hucaby, Jason Gooley 2019-12-02. ''''' ''''' 2. CISCO CCNA. Neil Anderson. ''''' ''''' 3. CISCO PACKET TRACER guide. Prieiga per internetą: https://www.packettracernetwork.com/''''' |
Spanning tree protocol /Dengiančio medžio protokolas
Parengė: Vsevolod Kapustin - Grupė: KIKF-17
originalas: Spanning_tree.pdf
TURINYS
1. Darbo tikslas
2. Temos aktualumas
3. Dengiančio medžio protokolas
3.1. STP paskirtis
3.2. Dengiančio medžio protokolo (STP) veikimo principas
3.3. Dengiančio medžio protokolo (STP) versijos
4. Išvados
5. Literatūra
1. Darbo tikslas
Šiame darbe bus aiškinama kaip veikia dengiančio medžio protokolas, esantis perteklinių duomenų
perdavimo takų užtikrinantys protokolas antrajame OSI (Angl. Open systems interconnect) sluoksnyje,
kitaip kanaliniame sluoksnyje. Kuom skiriasi trečiame OSI lygmenyje ir antrajame OSI lygmenyje.
Išsiaiškinama, kam naudojamas dengiančio medžio protokolas perteklinio tinklo sudarymui. Kaip
dengiančio medžio protokolas užtikrina potencialių duomenų kanalo ciklų prevenciją. Kaip yra konfigūruojamas
dengiančio medžio protokolas CISCO komutatoriuose. Kaip dengiančio medžio protokolas apima skirtingus
virtualiu potinklius, ir įrodyta, kad dengiančio medžio protokolas naudojamas kiekvienam virtualiam
potinkliui nepriklausomai vienas nuo kito.
2. Temos aktualumas
Dideliuose organizacijose, kur tinkle esantys įrenginiai turi pasiekti vienas kitą net gedimo atveju,
reikia sudaryti sąlygas, kad tinklo funkcionavimas būtų nepertraukiamas. Tam naudojamas perteklinis
komutatorių kiekis pagrindiniams ir pertekliniams duomenų kanalams sudaryti. Jeigu organizacijoje yra
galinio vartojimo įrenginys, ryšio su kurio praradimas lemia didelius nuostolius nepriklausomai nuo
laiko, perteklinė įranga ir konfigūruotas STP yra ne privalumas bet būtinybė. Taip pat, interneto
tiekėjai privalo tūrėti konfigūruotą STP, nes esant paskirstymo (Angl. „Distribution“) bei pasiekimo
(Angl. „Access“) sluoksnių komutatoriams be perteklinių kelių, esant profilaktikos, gedimų šalinimo
darbams, bei nelaimės arba įrangos gedimo atvejais varduotojų duomenų srautai yra nutraukti, ir tai
gali atsižvelgti ant interneto tiekėjo reputacijos bei padėties konkurentų rinkoje.
3. Dengiančio medžio protokolas
Šiame skyriuje bus aprašomas dengiančio medžio protokolas, kam jis yra naudojamas, kaip yra konfigūruojamas ir kokiems tinklams yra naudingas.
3.1. STP paskirtis
Tinkluose patikimumo didinimui dažnai naudojama perteklinė įranga, atsižvelgiant į faktą , kad dengiančio
medžio protokolas veikia kanaliniame lygmenyje, tai ir STP naudojamas kanalinio lygmens įrangoje, t.y. komutatoriuose.
Taigi jeigu kalba yra apie perteklinės įrangos naudojimą galime tokią sistemą atvaizduoti kaip parodyta pav. 3.1.:
Galima pastebėti jog vieną iš komutatorių branduolio lygmens „CODI1“ arba „CODI2“ galima buvo nenaudoti, o
prijungti pasiekimo komutatorius „ACC3“ ir „ACC4“ į vieną komutatorių, tačiau dėl perteklinių kelių sudarymo
principo pridedamas dar vienas įrenginys. Atsižvelgiant į tai, kad ETHERNET protokolo kelio parinkimas yra vykdomas
pagal komutatorių MAC adresų duomenų bazės (Užrašytus ARP (Angl. „Address Resolution Protocol“) lentelėje), kurie
yra priskirti prie tam tikrų fizinių prievadų po pirmosios praeinančios per įrenginius ARP užklausos, stiebiame
bandymo paketo kelią per tinklą. Nagrinėjimo patogumui, įvedamas tinklo adresavimas (pav. 3.2.):
Tarkime kompiuteris „PC1“ nori išsiųsti paketą, kuris turi pasiekti maršrutizatoriaus prievadą esantį loginiu
adresu 10.20.20.1. Panagrinėkime, kas bus tuo atveju, jeigu schemoje nėra įgyvendintas joks ciklų prevencijos protokolas.
Tarkime, kad tyrimas atliekamas momentu, kai per įrangą dar nebuvo nukeliavęs nei vienas paketas. Taigi pirmiausiai
„PC1“ siųs ARP užklausą, tam, kad sužinoti paketo gavėjo MAC adresą, ARP užklausos turinys yra:
- ARP užklausą į maršrutizatorių (Gavėjas: 10.20.20.1)
- Siuntėjo MAC adresas: 01:01:01:01:01:01
- Gavėjo MAC adresas: FF:FF:FF:FF:FF:FF (pranešimas visam tinklui, nes kompiuterio atmintyje dar nėra įrašo, kuris atitiktų maršrutizatoriaus MAC adreso)
Grafiškai tai parodyta paveikslėlyje 3.3.:
Antru žingsniu komutatorius „ACC3“ užrašys į MAC adresų lentelę MAC adresą 01:01:01:01:01:01 ir priskirs atitinkamą
prievadą (pvz. fastethernet 0/10 – 10 komutatoriaus išvadas), kaip rezultatas, visi paketai kurie bus siunčiami
adresui 01:01:01:01:01:01, patenkantys į komutatorių „ACC3“ bus nukreipti tik į 10 komutatoriaus prievadą.
Atsižvelgiant į tai, kad užklausa yra siunčiama visiems „broadcast“, komutatorius „ACC3“ nukreips paketą į
visus aktyvius prievadus išskyrus tą iš kurio jis buvo priimtas, tai parodyta pav. 3.4.:
Komutatoriau „CODI1“ ir „CODI2“ įrašys į MAC adresų lentelę, kad kompiuterio „PC1“ MAC adresas yra pasiekimas
atitinkamuose išvadose. T.y. mūsų tinklo komutatoriai žino kur yra kompiuteris „PC1“. Toliau komutatoriai branduolinio
lygio persiųs kompiuterio ARP užklausą į visus aktyvius prievadus apart į tuos iš kurių buvo gautas pranešimas. Tai parodyta pav. 3.5.:
Toliau matome, kad ARP užklausa sėkmingai pasieks maršrutizatoriaus prievadą. Vidinis maršrutizatoriaus loginis
komutatorius užrašys kompiuterio MAC adresą į adresų lentelę, bei suformuos atsakymą, kurio turinys bus toks:
- ARP atsakymas (Maršrutizatorius siunčia savo MAC adresą, gavėjas 10.20.20.10)
- Siuntėjo MAC: 20:20:20:20:20:20
- Gavėjo MAC: 01:01:01:01:01:01
Toliau ARP atsakymas pasieks komutatorių CODI1 ir šis komutatorius užrašys į savo MAC adresų
lentelę maršrutizatoriaus prievado MAC adresą. Atsižvelgiant į tai, kad komutatoriai CODI1 ir ACC3
jau turi MAC adresu lentelėse kompiuterio MAC adresą, paketas keliaus jau kryptingai, kaip parodyta, pav. 3.6.:
Tačiau galime pastebėti, kad pav. 3.5. pavaizduoti komutatoriai irgi persiaučia paketą į visus prievadus,
todėl vienas ARP atsakymas bus gautas bet, tai sukels didelius nemalonumus tinklui. Žinant, kad komutatoriai
yra kanalinio lygmens įrenginiai galima pažiūrėti ETHERNET antraštę kuri pavaizduota lentelėje 3.1.:
Lentelė. 3.1. ETHERNET kanalinio lygmens antraštė
Preambulė |
Gavėjo MAC |
Siuntėjo MAC |
Ilgis/ETHERTYPE |
Duomenys |
FCS |
8 baitai |
6 baitai |
6 baitai |
2 baitai |
46 – 1500 B |
4 baitai |
Galima pastebėti, kad kanalinio lygmens antrašte neturi TTL (Angl. „Time to Live“) lauko, kuris apriboja
paketo pasiektų prievadų, skaičių, todėl ARP užklausa gali būti perstumiama komutatoriais begalybę kartų.
Žinant tai galima pastebėti, jog ARP užklausa kuri yra skirta visiems tinklo įrenginiams (Tai matomas pagal
užklausos gavėjo adresą FF:FF:FF:FF:FF:FF, kuris yra „broadcast“) CODI1 komutatorių, bus perduota į CODI2
komutatorių, iš CODI2 į ACC3 ir taip iki begalybės, taip tinkle išsidarys begaliniai ciklai, kaip pavaizduota pav. 3.7.:
Tai, susidarys du begaliniai ciklai tarp komutatorių:
1. CODI1 – CODI2 – ACC3;
2. CODI1 – CODI2 – ACC4.
Galima pastebėti, kad kiekvieną ciklo iteraciją paketų skaičius didėja dvigubai, reiškia mes turime reiškinį, kuris vadinasi
transliavimo štormu („Broadcast storm“), kenksmingų paketų skaičius didės, kol įrangos procesorius nebus pajėgus praleisti tokį
srautą duomenų ir įrenginiai nepraras funkcionalumo. Išeitis yra tik viena – perkrauti komutatorių, tačiau sekančiu bandymu
kompiuterio PC1 siusti kanalinio lygmens protokolų transliavimo užklausas pakartos sistemos funkcionalumo sustabdymą.
Taigi, tam, kad sudaryti transliavimo štormo prevenciją, yra naudojamas dengiančio medžio protokolas – STP, kurio pagalba bus
blokuojami prievadai, kurie gali dalyvauti begaliniuose cikluose. Koks prievadas bus blokuojamas sprendžiama pagal komutatorių
prioritetus, tačiau tai bus aptarta sekančiame poskyryje. Panagrinėkime to pačio tinklo pavyzdį, kai STP yra sukonfigūruotas (pav. 3.8.):
Matome, kad begaliniu ciklų šio atveju nesusidarys, nes prievadai, kurie galėjo dalyvauti begaliniame cikle yra užblokuoti,
dabar tinklas gali pinai funkcionuoti. Taip, pat jei vienas iš komutatorių CODI1 arba CODI2 bus profilaktiškai aptarnaujamas
arba turės gedimą, visi įrenginiai prijungti prie pasiekimo komutatorių ACC3 ir ACC4 be sutrikimų dalyvaus tinkle, o
užblokuoti prievadai taps aktyvus, tai užtrunka apytiksliai 50 sekundžių tarp įrangos apklausų. Taigi, pagrindinė
dengiančio medžio protokolas (STP) yra – esant perteklinei įrangai dubliuojantiems naudojamos duomenų srautų keliams
sudaryti begalinių kanalinių ciklų prevencijos priemonė.
3.2. Dengiančio medžio protokolo (STP) veikimo principas
Dengiančio medžio protokolas – tai standartinis pramoninis protokolas, kuris yra pajungtas pagal nutylėjimą visuose
parduodamuose konfigūruojamose komutatoriuose. Komutatoriai siunčia tilto (Angl. „Bridge Port Data Units - BPDU“)
protokolo duomenų paketus į visus esamus prievadus, kai jie yra aktyvus. Tai naudojamą kitų komutatorių ir potencialių
begalinių ciklų aptikimą. Komutatorius neleis duomenims keliauti iš prievado, kol nebus informacijos, kad jis nėra potencialus begaliniam ciklui.
Kai prievadas išeina į aktyvų režimą jis bus blokavimo stadijoje (Angl. „Blocking state“), kol nebus įsitikinta,
kad nėra potencialių ciklų , šis procesas gali užtrukti apie 50 sekundžių. BPDU paketuose yra įrašytas tilto
identifikatorius (Angl. „Bridge ID“), kuris unikaliai aprašo kiekvieną komutatorių esantį tinkle. Tilto identifikatorius
sudaromas iš komutatoriaus MAC adreso ir administratorių suteiktu tilto prioritetu (Angl. „Bridge Priority“), kuris gali
svyruoti nuo 0 iki 65535. Pagal nutylėjimą tilto identifikatorius yra 32768.
Apsikečiant BPDU paketai, tinkle yra nustatomas pagrindinis komutatorius (Angl. „Root Bridge“), įrenginys, kurio prioritetas
yra žemesnis, tampa pagrindiniu tiltu. Kiti komutatoriai užtikrina medžio topologija veikiančius komutatorių sekas iki pagrindinio tilto. Panagrinėkime prioretizavimo grandinę (pav. 3.9):
Jeigu administratorius nenurodo prioritetą rankiniu būdu, tai pagrindiniu tiltu taps komutatorius,
kurio fizinis adresas yra mažiausias, matome, kad tai yra komutatorius ACC3. Kiekvienas komutatoriaus
prievadas prie kurio yra prijungtas kitas komutatorius tokioje schemoje įgyja savo pavadinimą, kurių yra 3:
1. Root – prievadas nukreiptas į „Root“ komutatoriaus pusę;
2. Designate – prievadas priešingai „Root“ komutatoriaus pusei;
3. Alternate – prievadas, kuris yra blokuojamas dėl potencialaus begalinio ciklo pavojaus.
Taigi pav. 3.10. yra paskirstyti skirtingi prievadų tipai:
Galima atkreipti dėmesį, kad visi „Root“ komutatoriaus prievadai yra „designate“
tipo, ir šis komutatorius yra vienintelis, kuris tūri visus aktyvius prievadus duomenų perdavimui,
nuo „Root“ komutatoriaus medžio topologija yra sujungti kiti komutatoriai.
3.3. Dengiančio medžio protokolo (STP) versijos
Dengiančio medžio protokolas (STP) yra standartinis protokolas, kuris yra pagal nutylėjimą paleistas visuose
konfigūruojamose komutatoriuose. Jis atitinka tokiem atviriems standartams:
- IEEE802.1D Spanning tree protocol – originalus dengiančio medžio protokolas, naudojamas visiems virtualiems tinklams (Angl. „VLAN“) esantiems tinkle;
- IEEE802.1W Rapid Spannig tree protocol – yra patobulintas atsako laikas, naudojamas visiems virtualiems potinkliams tinkle;
- IEEE802.1S Multiple spanning tree protocol – Yra leidžiamas skirtingų virtualių potinklių grupavimas, tam kad sudaryti apkrovos balansavimą (Angl. „Load balansing“).
Apkrovos balansavimo pavyzdį galima panagrinėti ant pav. 3.11. esančio schemos:
Tarkime, kad prie ACC3 komutatoriaus yra prijungti kompiuteriai, kurie yra paskirstyti į skirtingus potinklius,
tam komutatoriuje yra sukonfigūruojami „Switchport mode Access“ arba „Untagged“ VLAN identifikatoriai.
Tam, kad sudaryti apkrovos balansavimą, galime priskirti prie VLAN10 – 19 – CD1 kaip pagrindinį „Root“
komutatorių ir VLAN20 – 29 – CD2 kaip pagrindinį „Root“ maršrutizatorių. Taip pat duomenų srautas uždraustas
tarp CD1 ir CD2 komutatorių. Taip yra sudarytas tinklas, kuriame STP procesai paleidžiami skirtingi, skirtingiems
virtualių potinklių grupėms.
4. Išvados
Dengiančio medžio protokolas yra sukonfigūruotas visuose komutatoriuose esančiose gamyboje šiais laikais.
Komutatorius neleis duomenų srautui judėti, jei nėra įsitikinimo, kad nėra potencialių kilpų tarp įrenginių.
Faktiškai STP yra bauduojamas dideliuose tinkluose, sudarytuose pagal „Core – Distribution - access“ technologiją,
kai yra montuojama perteklinę įranga fizinio duomenų kanalo praradimo prevencijai.
STP bendravimui tarp kanalinio lygmens įrenginių naudojami specialūs paketai, vadinami BPDU, kurie savyje neša
informaciją apie kiekvieną komutatorių, jo identifikatorių ir prioritetą tinkle. Komutatorius su žemiausiu priritėtu
tampa pagrindiniu, ir nuo jo yra sudaromas medžio topologija sujungtas duomenų kanalas. Jei tinklas yra segmentinis,
t.y. tinklą sudaro keletas virtualių potinkliu, jiems atskirai arba grupėms gali būti naudojamos skirtingos STP instancijos,
taip daroma dėl apkrovos balansavimo.
5. Literatūra
1. CCNP and CCIE Enterprise Core ENCOR 350-401 Official Cert. Ramiro Garza Rios, Brad Edgeworth, David Hucaby, Jason Gooley 2019-12-02.
2. CISCO CCNA. Neil Anderson.
3. CISCO PACKET TRACER guide. Prieiga per internetą: https://www.packettracernetwork.com/