Exemple STP

Am ales urmatoarea topologie pentru a descrie modul de lucru al STP-ului, prezentat aici:

Pentru inceput, consideram ca administratorul de retea nu a modificat nici prioritatile switch-urilor, nici pe cele ale porturilor, astfel incat ne vom baza doar pe adresele MAC ale switch-urilor si numarul porturilor FastEthernet folosite.
Dupa cum spuneam, primul pas este sa alegem Root Bridge. Cum toate switch-urile au aceeasi prioritate default, ne bazam doar pe adresele MAC ce se vad in imagine. Observam cu SW1 are cea mai mica adresa MAC (aa.aa.aa.aa.bb.cc), asa ca acest switch devine root.
Pasul 2 spune ca fiecare switch non-root trebuie sa isi aleaga portul root, adica portul care vede cea mai scurta cale catre switch-ul radacina. Le luam pe rand:
– SW2 vede un drum cu cost de 2 prin portul 0/1, un drum cu cost 23 (costul total al drumului se calculeaza insumand costurile fiecarui link ce formeaza drumul respectiv) prin portul 0/4 si un drum cu cost 40 prin portul 0/5. Alegand drumul cu cel mai mic cost, va alege portul 0/1 ca root port.
– SW3 vede un drum cu cost 19 prin portul 0/2 si un drum cu cost 6 sau 23 prin portul 0/3. Bineinteles ca va alege drumul cel mai scurt iar portul 0/3 devine root.
– SW4 vede 3 drumuri: unul cu cost 4 prin portul 0/4, unul cu cost 21 prin portul 0/5 si unul cu cost 21 prin portul 0/3. La fel, se va alege drumul cel mai scurt prin portul 0/4, care devine root.

Spanning Tree Protocol

Peste tot se vorbeste de redundanta in retea, despre cat de bine este sa ai echipamente de backup in caz de nevoie. Dar ce se intampla in momentul in care echipamentele active si cele de backup se incurca intre ele?
Nu vorbim despre routere, care lucreaza la nivel 3 in stiva OSI si se ghideaza dupa campul TTL (Time to Live) din headerul IP. Dar ce se intampla in cazul switch-urilor, care lucreaza la nivel 2 in stiva OSI iar headerul Ethernet nu are niciun camp echivalent TTL-ului? Daca un mesaj intra intr-o bucla, acesta va ramane in retea pana cand echipamentele din bucla sunt scoase din priza. Aici intra in joc Spanning Tree Protocol (STP). Acest protocol are grija sa construiasca din reteaua plina de linkuri redundante o retea de tip tree, unde nu exista bucle. Pe scurt, protocolul dezactiveaza anumite porturi astfel incat intre 2 switch-uri sa nu existe decat un singur drum.

STP tine cont de cateva elemente ale switch-ului. In primul rand, ID-ul sau propriu, numit Bridge ID. Acest ID este format dintr-un camp de prioritate, setabil de catre user, si adresa MAC a switch-ului. In al doilea rand, STP-ul ia in calcul si porturile switch-ului, ce primesc si ele cate un ID, format dintr-un alt camp modificabil (prioritatea sau costul portului) si numarul portului. In al treilea si ultimul rand, STP-ul se uita si la tipul de link dintre 2 switch-uri. Cu cat e mai rapid, cu atat are cost mai mic.

Cum functioneaza STP-ul? Switch-urile comunica intre ele prin mesaje specifice, numite BPDU (Bridge Protocol Data Unit), construind reteaua arbore pas cu pas.
1. Se alege radacina arborelui (root bridge): switch-ul cu cel mai mic Bridge ID devine root. Dupa cum spuneam, acest Bridge ID este format din prioritatea switch-ului si adresa MAC. Prioritatea se compara prima. Valoarea default este 32768, la care se adauga numarul VLAN-ului (Virtual LAN). Daca aceasta nu este modificata de catre user si toate switch-urile au aceeasi prioritate, atunci se compara adresele MAC. Acestea nu vor fi niciodata identice, deci se poate alege usor un root.