PVST, PVST + i RPVST

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) to rozszerzenie oryginalnego protokołu STP 802.1D. Protokół RSTP 802.1w jest otwartą implementacją IEEE. Cisco ma własną zastrzeżoną implementację RSTP, która obejmuje zalety protokołów drzewa rozpinającego Per-VLAN, zwanych Rapid-PVST +. Rapid-PVST + i RSTP są ważnymi ulepszeniami oryginalnego protokołu STP, ponieważ mogą przełączać porty z blokowania na przekazywanie bez polegania na zegarach, wykonaj obliczenia drzewa opinającego i zbiegnij sieć szybciej niż STP. W STP konwergencja sieci może zająć do 50 sekund, z konwergencją sieci RSTP i Rapid-PVST + gence może nastąpić w nieco ponad 6 sekund. W RSTP i Rapid-PVST + porty przełączników przechodzą od odrzucania (blokowania) do przekazywania w oparciu wyłącznie o propozycję przełączenia na przełącznik i proces uzgodnienia, przy użyciu priorytetu BID, zamiast konieczności czekania na liczniki.

RSTP zawiera wiele wcześniejszych, zastrzeżonych ulepszeń Cisco 802.1D. Jest również wstecznie kompatybilny z protokołem STP i może współpracować ze starszymi przełącznikami z protokołem STP. RSTP i jego warianty są szeroko zaimplementowane, dlatego warto trochę zrozumieć, jak działa RSTP.

Role i stany portów STP

Root Port – port, który jest najbliżej mostu głównego. Przechodzi bezpośrednio do stanu przekazywania.

Wyznaczony port – dozwolony tylko jeden wyznaczony port na segment sieci (łącze typu przełącznik-przełącznik), może to być port alternatywny i wyznaczony port lub port główny i wyznaczony port. Gdy w tym samym segmencie znajdują się dwa wyznaczone porty, proces propozycji i uzgodnienia spowoduje, że jeden z nich stanie się portem alternatywnym (odrzutowym). W ten sposób wyznaczone porty w największym stopniu wykorzystują propozycję i proces uzgadniania. Wyznaczony port będzie ostatecznie portem przekazującym, chociaż może tymczasowo przejść do stanu nasłuchiwania (odrzucania) podczas procesu propozycji i zgody.

Alternatywny port – dostępny do przejścia do wyznaczonego i przekierowanie w razie potrzeby, w przeciwnym razie odrzucanie (blokowanie)

Port zapasowy – używany z redundantnym łączem między przełącznikiem. Jest w stanie odrzucania.

Źródło: http://danscourses.com/category/courses/ccna-3/

Rapid PVST + Role portów

Szybki PVST + zapewnia szybką zbieżność drzewa opinającego poprzez przypisywanie ról portom i uczenie się aktywnej topologii. Rapid PVST + opiera się na protokole 802.1D STP, aby wybrać przełącznik o najwyższym priorytecie (najniższa liczbowa wartość priorytetu) jako most główny, zgodnie z opisem w sekcji „Wybór mostu głównego”. Rapid PVST + przypisuje następnie jedną z tych ról do poszczególnych portów:

Port główny – Zapewnia najlepszą ścieżkę (najniższy koszt), gdy przełącznik przekazuje pakiety do mostu głównego.

Wyznaczony port – Łączy się z wyznaczonym przełącznikiem, co wiąże się z najniższym kosztem ścieżki podczas przekazywania pakietów z tej sieci LAN do mostu głównego. Port, przez który wyznaczony przełącznik jest podłączony do sieci LAN, nazywany jest portem wyznaczonym.

Alternatywny port – oferuje alternatywną ścieżkę w kierunku mostu głównego do ścieżki zapewnianej przez bieżący port główny. Alternatywny port zapewnia ścieżkę do innego przełącznika w topologii.

Port zapasowy – Działa jako kopia zapasowa ścieżki zapewnianej przez wyznaczony port w kierunku liści drzewa opinającego. Port zapasowy może istnieć tylko wtedy, gdy dwa porty są połączone w pętli zwrotnej za pomocą łącza typu punkt-punkt lub gdy przełącznik ma dwa lub więcej połączeń ze współdzielonym segmentem sieci LAN. Port zapasowy zapewnia inną ścieżkę w topologii do przełącznika.

Port wyłączony – nie pełni żadnej roli w działaniu drzewa opinającego. W stabilnej topologii ze spójnymi rolami portów w całej sieci, Rapid PVST + zapewnia, że każdy port główny i wyznaczony port natychmiast przechodzi w stan przekazywania, podczas gdy wszystkie porty alternatywne i zapasowe są zawsze w stanie blokowania. Wyznaczone porty zaczynają się w stanie blokowania. Państwo portu kontroluje przebieg procesów przekazywania i uczenia się.

Rapid PVST + Przegląd stanu portu

Opóźnienia propagacji mogą wystąpić, gdy informacje o protokole przechodzi przez komutowaną sieć LAN. W rezultacie zmiany topologii mogą mieć miejsce w różnym czasie iw różnych miejscach w sieci komutowanej. Kiedy port LAN przechodzi bezpośrednio ze stanu nieuczestniczenia w topologii drzewa opinającego w stan przekazywania, może tworzyć tymczasowe pętle danych. Porty muszą czekać na propagację nowych informacji o topologii w przełączanej sieci LAN przed rozpoczęciem przesyłania ramek.

Każdy port LAN w oprogramowaniu używającym Rapid PVST + lub MST istnieje w jednym z następujących czterech stanów:

Blokowanie – Port LAN nie uczestniczy w przekazywaniu ramek.

Nauka – Port LAN przygotowuje się do udziału w przekazywaniu ramek.

Przekazywanie – Port LAN przekazuje ramki.

Wyłączone – Port LAN nie uczestniczy w STP i nie przekazuje ramek.

Gdy włączysz Rapid PVST +, każdy port w oprogramowaniu, VLAN i sieci przechodzi przez stan blokowania i stany przejściowe uczenia się po włączeniu. Jeśli poprawnie skonfigurowany, każdy port LAN stabilizuje się do stanu przekazywania lub blokowania.

Gdy algorytm STP ustawia port LAN w stanie przekazywania, zachodzi następujący proces:

1. Port LAN zostaje wprowadzony w stan blokowania podczas oczekiwania na informacje o protokole, które sugerują, że powinien przejść do stanu uczenia się.

2. Port LAN czeka na opóźnienie przekazywania licznik czasu do wygaśnięcia, przenosi port LAN do stanu uczenia się i ponownie uruchamia licznik opóźnienia w przód.

3. W stanie uczenia port LAN kontynuuje blokowanie przekazywania ramek, gdy uczy się informacje o lokalizacji stacji końcowej dla bazy danych przekazywania.

4. Port LAN czeka na wygaśnięcie licznika czasu opóźnienia przekazywania, a następnie przenosi port LAN do stanu przekazywania, w którym zarówno uczenie się, jak i przekazywanie ramek jest włączone.

Stan blokowania

Port LAN w stanie blokowania nie uczestniczy w ramce dla warding.

Port LAN w stanie blokowania działa następująco:

• Odrzuca ramki odebrane z dołączonego segmentu.
• Odrzuca ramki przełączane z innego port do przekazywania.
• Nie włącza lokalizacji stacji końcowej do swojej bazy danych adresów. (Nie ma uczenia się na blokującym porcie LAN, więc nie ma aktualizacji bazy danych adresów).
• Odbiera jednostki BPDU i kieruje je do modułu systemowego.
• Odbiera, przetwarza i przesyła Jednostki BPDU odebrane z modułu systemowego.
• Odbiera i odpowiada na komunikaty zarządzania siecią.

Stan nauki

Port LAN w trakcie nauki stan przygotowuje się do udziału w przekazywaniu ramek, ucząc się adresów MAC ramek. Port LAN przechodzi w stan uczenia się ze stanu blokowania.

Port LAN w stanie uczenia działa następująco:

• Odrzuca ramki odebrane z dołączonego segmentu.
• Odrzuca ramki przełączane z innego portu w celu przekazania.
• Włącza lokalizację stacji końcowej do swojej bazy danych adresów.
• Odbiera jednostki BPDU i kieruje je do modułu systemowego.
• Odbiera, przetwarza i przesyła jednostki BPDU odebrane z modułu systemowego.
• Odbiera i odpowiada na komunikaty zarządzania siecią.

Stan przekazywania

Port LAN w stanie przekazywania przekazuje ramki. Port LAN przechodzi w stan przekazywania ze stanu uczenia.

Port LAN w stanie przekazywania działa następująco:

• Przekazuje ramki odebrane z dołączonego segmentu.
• Przekierowuje ramki przełączane z innego portu w celu ich przekierowania.
• Włącza informacje o lokalizacji stacji końcowej do swojej bazy danych adresów.
• Odbiera jednostki BPDU i kieruje je do modułu systemowego.
• Przetwarza jednostki BPDU odebrane z modułu systemowego.
• Odbiera i odpowiada na komunikaty zarządzania siecią.

Stan wyłączony

Port LAN w stanie wyłączonym nie uczestniczy w przekazywaniu ramek ani w protokole STP. Port LAN w stanie wyłączonym praktycznie nie działa.

Wyłączony port LAN działa w następujący sposób:

• Odrzuca ramki odebrane z dołączonego segmentu.
• Odrzuca ramki przełączone z innego portu w celu przekazania.
• Nie włącza lokalizacji stacji końcowej do swojej bazy danych adresów. (Brak uczenia się, więc nie ma aktualizacji bazy danych adresów).
• Nie odbiera jednostek BPDU od sąsiadów.
• Nie odbiera jednostek BPDU do transmisji z modułu systemu.

Rapid PVST + raport: https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/datacenter/nexus5000/sw/configuration/guide/cli/CLIConfigurationGuide/RPVSpanningTree.html

Komentarze

• PanieCown, moje pytanie dotyczyło PVST, PVST + i RPVST. A NIE RSTP. Dzięki,
• @Hussam Dodano więcej treści.