PVST, PVST + e RPVST

O protocolo Rapid Spanning Tree (RSTP) é um aprimoramento do protocolo STP 802.1D original. O protocolo RSTP 802.1w é uma implementação aberta IEEE. Cisco tem sua própria implementação proprietária de RSTP, que inclui os benefícios de seus protocolos de árvore de abrangência Per-VLAN, chamados Rapid-PVST +. Rapid-PVST + e RSTP são melhorias importantes para o protocolo STP original porque podem alternar portas de bloqueio para encaminhamento sem depender em temporizadores, execute cálculos de spanning tree e converta a rede mais rápido do que STP. Em STP, a convergência de rede pode levar até 50 segundos, com RSTP e Rapid-PVST + rede conver gence pode acontecer em pouco mais de 6 segundos. Em RSTP e Rapid-PVST +, switchports transição de descarte (bloqueio) para encaminhamento com base unicamente em uma proposta switch-to-switch e processo de acordo, usando a prioridade de BID, em vez de ter que esperar também por temporizadores.

O RSTP inclui muitos dos aprimoramentos 802.1D proprietários anteriores da Cisco. Ele também é compatível com versões anteriores de STP e pode funcionar com switches legados executando STP. O RSTP e suas variantes são amplamente implementados, portanto, é útil entender um pouco sobre como o RSTP funciona.

Funções e estados da porta do STP

Porta raiz – porta mais próxima da ponte raiz. Ele vai diretamente para o estado de encaminhamento.

Porta designada – apenas uma porta designada permitida por segmento de rede (link switch-to-switch), pode ser uma porta alternativa e uma porta designada ou uma porta raiz e uma porta designada. Quando houver dois portos designados no mesmo segmento, o processo de proposta e acordo resultará em um deles se tornando um porto alternativo (de descarte). Desta forma, os portos designados aproveitam ao máximo o processo de proposta e acordo. Uma porta designada acabará sendo uma porta de encaminhamento, embora possa temporariamente fazer a transição para o estado de escuta (descarte) durante o processo de proposta e acordo.

Porta alternativa – disponível para transição para a designada e encaminhando se necessário, caso contrário, descartando (bloqueando)

Porta de backup – usada com um link de porta switch-a-switch redundante. Está no estado de descarte.

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

PVST rápido + funções de porta

O Rapid PVST + fornece convergência rápida da árvore de abrangência atribuindo funções de porta e aprendendo a topologia ativa. O Rapid PVST + baseia-se no 802.1D STP para selecionar o switch com a prioridade mais alta (valor de prioridade numérica mais baixa) como a ponte raiz, conforme descrito na seção “Eleição da ponte raiz”. Rapid PVST + então atribui uma dessas funções de porta a portas individuais:

Porta raiz— fornece o melhor caminho (custo mais baixo) quando o switch encaminha pacotes para a ponte raiz.

Porta designada— conecta-se ao switch designado, que incorre no custo de caminho mais baixo ao encaminhar pacotes dessa LAN para a bridge raiz. A porta através da qual o switch designado é conectado à LAN é chamada de porta designada.

Porta alternativa— oferece um caminho alternativo em direção à ponte raiz para o caminho fornecido pelo atual porta raiz. Uma porta alternativa fornece um caminho para outro switch na topologia.

Porta de backup— atua como um backup para o caminho fornecido por uma porta designada em direção às folhas da árvore estendida. Uma porta de backup pode existir apenas quando duas portas estão conectadas em um loopback por um link ponto a ponto ou quando um switch tem duas ou mais conexões com um segmento LAN compartilhado. Uma porta de backup fornece outro caminho na topologia para o switch.

Porta desativada— não tem função na operação da árvore estendida. Em uma topologia estável com funções de porta consistentes em toda a rede, o Rapid PVST + garante que cada porta raiz e porta designada transite imediatamente para o estado de encaminhamento, enquanto todas as portas alternativas e de backup estão sempre no estado de bloqueio. As portas designadas começam no estado de bloqueio. O estado da porta controla a operação dos processos de encaminhamento e aprendizagem.

Visão geral rápida do estado do porto + PVST

Atrasos de propagação podem ocorrer quando as informações do protocolo passa por uma LAN comutada. Como resultado, as mudanças de topologia podem ocorrer em momentos e locais diferentes em uma rede comutada. Quando uma porta LAN passa diretamente da não participação na topologia de spanning tree para o estado de encaminhamento, ela pode criar loops de dados temporários. As portas devem esperar que novas informações de topologia se propaguem através da LAN comutada antes de começar a encaminhar os quadros.

Cada porta LAN em um software usando Rapid PVST + ou MST existe em um dos quatro estados a seguir:

Bloqueio— a porta LAN não participa do encaminhamento de quadros.

Aprendizagem— A porta LAN se prepara para participar do encaminhamento de quadros.

Encaminhamento— A porta LAN encaminha frames.

Disabled— a porta LAN não participa do STP e não está encaminhando frames.

Quando você habilita o Rapid PVST +, todas as portas do software, VLAN e rede passam pelo estado de bloqueio e pelos estados transitórios de aprendizagem na inicialização. Se configurada corretamente, cada porta LAN se estabiliza no estado de encaminhamento ou bloqueio.

Quando o algoritmo STP coloca uma porta LAN no estado de encaminhamento, ocorre o seguinte processo:

1. A porta LAN é colocada no estado de bloqueio enquanto aguarda as informações do protocolo que sugerem que ela deve ir para o estado de aprendizagem.

2. A porta LAN aguarda o atraso de encaminhamento temporizador para expirar, move a porta LAN para o estado de aprendizagem e reinicia o temporizador de atraso de encaminhamento.

3. No estado de aprendizagem, a porta LAN continua a bloquear o encaminhamento de quadros à medida que aprende as informações de localização da estação final para o banco de dados de encaminhamento.

4. A porta LAN espera que o temporizador de atraso de encaminhamento expire e, em seguida, move a porta LAN para o estado de encaminhamento, onde ambos aprendem e o encaminhamento de quadros está ativado.

Estado de bloqueio

Uma porta LAN no estado de bloqueio não participa do quadro para guarda.

Uma porta LAN no estado de bloqueio funciona da seguinte maneira:

• Descarta os quadros recebidos do segmento anexado.
• Descarta os quadros trocados de outro porta para encaminhamento.
• Não incorpora a localização da estação final em seu banco de dados de endereços. (Não há aprendizagem em uma porta LAN de bloqueio, portanto, não há atualização do banco de dados de endereço.)
• Recebe BPDUs e os direciona para o módulo do sistema.
• Recebe, processa e transmite BPDUs recebidos do módulo do sistema.
• Recebe e responde a mensagens de gerenciamento de rede.

Estado de aprendizagem

Uma porta LAN na aprendizagem state se prepara para participar do encaminhamento de quadros, aprendendo os endereços MAC para os quadros. A porta LAN entra no estado de aprendizagem a partir do estado de bloqueio.

Uma porta LAN no estado de aprendizagem funciona da seguinte maneira:

• Descarta os quadros recebidos do segmento anexado.
• Descarta quadros trocados de outra porta para encaminhamento.
• Incorpora a localização da estação final em seu banco de dados de endereço.
• Recebe BPDUs e os direciona para o módulo do sistema.
• Recebe, processa e transmite BPDUs recebidos do módulo do sistema.
• Recebe e responde a mensagens de gerenciamento de rede.

Estado de encaminhamento

Uma porta LAN no estado de encaminhamento encaminha quadros. A porta LAN entra no estado de encaminhamento a partir do estado de aprendizagem.

Uma porta LAN no estado de encaminhamento funciona da seguinte maneira:

• Encaminha os quadros recebidos do segmento anexado.
• Encaminha quadros trocados de outra porta para encaminhamento.
• Incorpora as informações de localização da estação final em seu banco de dados de endereço.
• Recebe BPDUs e os direciona para o módulo do sistema.
• Processa BPDUs recebidos do módulo do sistema.
• Recebe e responde a mensagens de gerenciamento de rede.

Estado desativado

Uma porta LAN no estado desativado não participa do encaminhamento de quadros ou STP. Uma porta LAN no estado desabilitado é virtualmente não operacional.

Uma porta LAN desabilitada tem o seguinte desempenho:

• Descarta os quadros recebidos do segmento anexado.
• Descarta os quadros trocados de outra porta para encaminhamento.
• Não incorpora a localização da estação final em seu banco de dados de endereços. (Não há aprendizagem, portanto, não há atualização do banco de dados de endereços.)
• Não recebe BPDUs de vizinhos.
• Não recebe BPDUs para transmissão do módulo do sistema.

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

Comentários

• Sr.Cown, minha pergunta era sobre PVST, PVST + e RPVST. E NÃO RSTP. Obrigado,
• @Hussam adicionou mais conteúdo.