Spanning-Tree Protocol (STP) je klíčový mechanismus používaný v počítačových sítích, aby se zabránilo smyčkám v ethernetových sítích, které mohou vést k bouřím vysílání a degradaci sítě. Primárním cílem STP je vytvořit logickou topologii bez smyček strategickým vyřazením redundantních spojů. Abychom pochopili, jak toho STP dosahuje, je nezbytné ponořit se do jeho fungování a mechanismů, které používá.
STP funguje tak, že jako kořenový most označí jeden přepínač v síti. Kořenový most je referenčním bodem pro všechny ostatní přepínače v síti a je zodpovědný za určení optimální cesty k dosažení všech ostatních přepínačů. Každý nekořenový mostový přepínač v síti vypočítá nejlepší cestu k dosažení kořenového mostu na základě nákladů na cestu, které jsou určeny rychlostí linky. Přepínač s nejnižší cenou cesty ke kořenovému mostu na každém segmentu je označen jako určený most pro tento segment.
K deaktivaci redundantních odkazů a vytvoření topologie bez smyčky využívá STP následující klíčové mechanismy:
1. Datové jednotky protokolu Bridge (BPDU): BPDU jsou zprávy vyměňované mezi přepínači účastnícími se STP. Tyto zprávy předávají informace o ID mostu, nákladech na cestu a rolích portů. Výměnou BPDU mohou přepínače určit topologii sítě a identifikovat redundantní linky.
2. Kořenový most volby: Zpočátku se všechny přepínače v síti považují za kořenový most. Prostřednictvím výměny BPDU přepínače porovnávají svá ID mostu a přepínač s nejnižším ID mostu se stává kořenovým mostem. Všechny ostatní přepínače pak určují svou nejkratší cestu ke kořenovému mostu.
3. Portské role: Každému portu na přepínači je přiřazena specifická role na základě jeho vztahu ke kořenovému mostu. Kořenový port je port na nekořenovém mostě, který nabízí nejkratší cestu ke kořenovému mostu. Určené porty jsou porty na každém segmentu, které nabízejí nejlepší cestu ke kořenovému mostu. Neurčené porty jsou umístěny v blokovacím stavu, aby se zabránilo smyčkám.
4. Cesty bez smyček: Strategickým vyřazením portů, které by zaváděly smyčky v síti, zajišťuje STP, že mezi libovolnými dvěma přepínači existuje pouze jedna aktivní cesta. Redundantní linky jsou udržovány ve stavu blokování, aby se zabránilo smyčkám a zároveň poskytovaly redundanci v případě selhání linky.
Uvažujme například síť se třemi přepínači zapojenými do trojúhelníkové topologie. Bez STP by pakety mohly nekonečně obíhat mezi přepínači a způsobovat zahlcení sítě. Při aktivovaném STP je jedno ze spojení zablokováno, aby se přerušila smyčka, čímž se vytvoří topologie bez smyčky, kde pakety mohou procházet sítí bez zpětné smyčky.
Spanning-Tree Protocol strategicky deaktivuje redundantní propojení v síti, aby vytvořil topologii bez smyček, a to volbou kořenového mostu, určením rolí portů a blokováním portů, aby se zabránilo smyčkám. Pochopením mechanismů STP mohou správci sítí zajistit stabilitu a efektivitu svých ethernetových sítí.
Další nedávné otázky a odpovědi týkající se Základy počítačových sítí EITC/IS/CNF:
- Jaká jsou omezení Classic Spanning Tree (802.1d) a jak tato omezení řeší novější verze jako Per VLAN Spanning Tree (PVST) a Rapid Spanning Tree (802.1w)?
- Jakou roli hrají datové jednotky Bridge Protocol Data Units (BPDU) a Topology Change Notifications (TCN) při správě sítě pomocí STP?
- Vysvětlete proces výběru kořenových portů, určených portů a blokování portů v protokolu Spanning Tree Protocol (STP).
- Jak přepínače určují kořenový most v topologii spanning tree?
- Jaký je primární účel protokolu Spanning Tree Protocol (STP) v síťových prostředích?
- Jak porozumění základům STP umožňuje správcům sítí navrhovat a spravovat odolné a efektivní sítě?
- Proč je STP považováno za klíčové při optimalizaci výkonu sítě ve složitých síťových topologiích s více propojenými přepínači?
- Jaká je role STP při udržování stability sítě a předcházení bouří vysílání v síti?
- Jak Spanning Tree Protocol (STP) přispívá k předcházení síťovým smyčkám v ethernetových sítích?
- Vysvětlete model manažer-agent používaný v sítích spravovaných SNMP a role spravovaných zařízení, agentů a systémů správy sítě (NMS) v tomto modelu.
Prohlédněte si další otázky a odpovědi v EITC/IS/CNF Computer Networking Fundamentals