اليوم سوف نستكشف قناة تمتد شجرة بروتوكول STP. يخيف هذا الموضوع العديد من الأشخاص بسبب تعقيدهم الواضح ، لأنهم لا يستطيعون فهم ما يفعله بروتوكول STP. آمل أن تتفهم في نهاية هذا الفيديو التعليمي أو في الدرس التالي كيف تعمل هذه "الشجرة". قبل بدء الدرس ، أريد أن أوضح لك التصميم الجديد لسطح المكتب الخاص بي لهذا الأسبوع.
يمكنك أيضًا إعداد سطح المكتب الخاص بك بطريقة مماثلة إذا كنت تستخدم الرابط في الركن الأيمن العلوي من هذا الفيديو. والرجاء عدم نسيان "الإعجاب" ومشاركة دروس الفيديو الخاصة بي مع الأصدقاء.
مثل آخر مرة ، سنناقش اليوم موضوعًا آخر وفقًا لجدول ICND2 المقدم على موقع Cisco على الويب. هذا هو القسم 1.3 ، "تكوين ، التحقق ، والمشاكل مع بروتوكولات STP" ، الفقرة الفرعية 1.3 أ ، "أوضاع STP (PVST + و RPVST +)" ، و 1.3b ، "اختيار رمز التبديل لجسر STP".
نظرًا لأن هذا موضوع مستفيض ، فقد نقلت مناقشة القسم الفرعي 1.3b إلى الدرس التالي ، "اليوم 37" ، وسأضيف القسم 1.4 هناك. لذلك ، ننظر اليوم إلى شكل STP ، وننظر إلى أوضاع هذا البروتوكول PVST + و RPVST + ، ثم نلقي نظرة على معرف مفتاح التبديل Bridge Bridge وتكلفة الطريق إلى منفذ الجذر Port Port.
بادئ ذي بدء ، نحتاج إلى فهم ماهية حلقة التبديل التي تظهر في المستوى الثاني من نموذج OSI (على مستوى الإطار) ، وما هي المشاكل المرتبطة به. لقد ناقشنا بالفعل حلقات المرور في إحدى الحلقات السابقة ، ويمكن اعتبار هذا الدرس مقدمة لموضوع اليوم. اسمحوا لي أن أقدم لكم مثالاً: لدينا التبديل A والتبديل B متصلاً ببعضهما البعض بواسطة خطي اتصال ، المستخدم الأول يسمى Joe ، والثاني جيم.
إذا أرسل Joe رسالة إلى Jim ، فإنه يرسل الإطار للتبديل A. لا يعرف المفتاح A عنوان Jim الخاص بـ MAC ، لذلك يرسل إطار بث عبر كل المنافذ ، باستثناء المنفذ الذي تلقى Joe الرسالة من خلاله. عندما يتم استلام إطار البث عن طريق منافذ التبديل B ، يتم إرسال الحزمة التي تصل إلى واجهة واحدة إلى Jim ، وتتم إعادة توجيه الحزمة التي تصل إلى الواجهة الثانية إلى المنفذ الأول وإرسالها مرة أخرى للتبديل A.
في نفس الوقت ، تتم إعادة توجيه طلب يصل إلى الواجهة الأولى إلى المنفذ الثاني ويتم إرساله أيضًا للتبديل A.
بعد تلقي إطارات البث هذه ، يقوم المفتاح A بإعادة إرسالها: يتم إرسال الإطار الذي تم استلامه على الواجهة الأولى في الثانية ، ويتم إرسال الإطار الذي تم استلامه في الثانية إلى الشبكة عبر الواجهة الأولى. تتكرر هذه العملية مرارًا وتكرارًا ، وتشكل حلقة من طلبات البث. إذا دخل بث آخر في الشبكة ، فسيتم تشغيله بنفس الطريقة مع الأولى. والنتيجة هي ظاهرة تسمى Broadcast storm أو عاصفة البث. تغمر الشبكة العديد من إطارات البث بحيث يتعطل. لا يمكن أن تتوقف هذه العاصفة إلا عند انقطاع أحد الأجهزة أو انقطاع الاتصال. إذا ظل الخط قيد التشغيل ، فبعد فترة وجيزة من بداية هذه العاصفة ، سيتوقف أحد المفاتيح عن العمل بسبب تجاوز سعة الذاكرة. في الحالة الثانية ، قد تحدث حلقة بسبب إعادة توجيه إطار بعنوان MAC أحادي الإرسال. تسمى هذه المشكلة "عدم استقرار جدول عناوين MAC". يحدث عندما يكون هناك أكثر من اتصالين بين رموز التبديل. سوف أرسم رسمًا بيانيًا يتم فيه توصيل المفاتيح A و B و C ببعضها البعض ويمكن أن تتشكل حلقة بينهما.
يحتوي المفتاح A على ثلاث واجهات: f0 / 1 و f0 / 2 و f0 / 3. افترض أن المستخدم لديه جهاز كمبيوتر يحمل عنوان AAA MAC ويرسل إطار بث للتبديل A. يقبل المحول هذا الإطار من خلال واجهة f0 / 1. يوجد مستخدم آخر على الشبكة يحتوي جهاز الكمبيوتر الخاص به على عنوان BBB MAC. وبالتالي ، لدينا عنوان المصدر AAA وعنوان الوجهة BBB.
لا يعرف رمز التبديل A كيفية الوصول إلى عنوان MAC الوجهة الخاص بـ BBB ، ولكنه يعرف أنه يمكن الوصول إلى عنوان MAC المصدر الخاص بـ AAA من خلال واجهة f0 / 1 ووضع سجل حوله في جدول عناوين MAC الخاص به. التبديل A ثم يرسل طلبًا لعنوان الوجهة إلى الواجهتين الأخريين - f0 / 2 و f0 / 3.
عند استلام طلب AAA ، يرى رمز التبديل B أنه جاء من المصدر f0 / 2 ويضع في جدول عناوين MAC الخاص به سجلاً يمكن الوصول إليه من خلال جهاز AAA عبر واجهة f0 / 2. بالإضافة إلى ذلك ، لديه بالفعل إدخال تتوافق معه واجهة fB / 1 مع وجهة BBB ، لذلك يرسل الطلب إلى المرسل إليه.
منذ إرسال المحول A إطار بث ، لم يمر عبر واجهة f0 / 2 فقط للتبديل B ، ولكن أيضًا من خلال واجهة f0 / 3 للتبديل C ، والذي أرسله بدوره إلى واجهة f0 / 3 للمحول B.
بعد تلقي الإطار ، يعتقد المفتاح B بهذه الطريقة: "أعرف أن مصدر AAA كان موجودًا في السابق على الواجهة f0 / 2 ، ولكن الآن جاء الإطار منه من خلال واجهة f0 / 3 ، لذلك يجب علي تحديث جدول عناوين MAC واستبدال f0 / 2 في f0 / 3. "
بعد ذلك ، سيعود الإطار للتبديل "A" و "مفاجئته" إلى حد كبير: قبل التبديل يعتقد أن المصدر AAA متصل بالواجهة f0 / 1 ، والآن اتضح أن الرسالة جاءت من واجهة f0 / 2. في الاتجاه المعاكس للإطار من خلال المفتاح B و C ، سيتلقى المفتاح A رسالة ستشوشه مرة أخرى - الآن اتضح أن مصدر AAA موجود على واجهة f0 / 3.
وبالتالي ، سيتم تحديث جدول عنوان MAC الخاص بمفتاح التبديل هذا باستمرار بين هذه الواجهات الثلاثة ، أي المشكلة المذكورة أعلاه لعدم استقرار جدول عناوين MAC. كما في الحالة الأولى ، يتم تشكيل حلقة إطار هنا ، مما يؤدي إلى تحديث جدول كل بضع ثوانٍ.
هناك مشكلة looping الثالثة - نسخ متعددة من الإطار. يرسل المستخدم AAA الإطار للتبديل A ، ثم يرسله عبر واجهة f0 / 2 للتبديل B ، الذي يسلمها إلى وجهة BBB عبر واجهة f0 / 1. لا توجد مشاكل.
ولكن في نفس الوقت ، يرسل رمز التبديل A نفس الإطار من خلال واجهته الثانية f0 / 3 للتبديل C ، والذي يحيله إلى التبديل B. عند استلام الحزمة ، أو الإطار ، من المفتاح C ، يرى المفتاح B أنه موجه إلى BBB ويرسله إلى المرسل إليه. وبالتالي ، يتلقى مستخدم BBB نفس الحزمة مرتين. هنا تكمن المشكلة - إذا كان هذا هو توزيع البيانات التي يؤديها التطبيق ، فلا ينبغي أن يأتي الإطار نفسه للمستخدم مرتين.
هذه هي المشكلات الثلاث التي يمكن أن تسببها حلقات الإطار. تم حلها جميعًا بطريقة واحدة ، تحدثنا عنها مسبقًا - باستخدام بروتوكول STP. في أحد مقاطع الفيديو السابقة ، لا أتذكر رقمه ، عندما ناقشنا أوضاع المنافذ ، تمت الإشارة إلى هذا البروتوكول بالفعل ، والذي يعمل على منع حلقات المرور في الشبكة.
لذلك ، يتم تشكيل حلقة عند توصيل ثلاثة أجهزة مع بعضها البعض ، وتشكيل حلقة شبكة مغلقة ، وتنتمي إلى نفس مجال البث. في هذه الحالة ، تقوم الخوارزمية المستخدمة بواسطة بروتوكول STP بتعيين أحد المفاتيح كمفتاح الجذر - Root Bridge. دعنا نختار التبديل A كمفتاح الجذر.
يجب أن يكون كل منفذ متصل بمفتاح الجذر في حالة إعادة التوجيه ، فهذه هي المنافذ اليمنى للمفتاح C و B. توفر هذه المنافذ إرسال الحزم أو الإطارات في اتجاه مفتاح الجذر A. في خط الاتصال الخاص بالمحولين C و B يجب أن يكون أحد المنافذ في عرقلة حظر الدولة.
هذا يعني أنها لا ترسل حركة المرور. قد يستمر المفتاح B في إرسال حركة المرور للتبديل C ، ولكن المنفذ الصحيح لن يتعامل مع هذه الحركة ، على الرغم من أنه سيستمر في العمل فعليًا. يتم ذلك باستخدام معرف الجسر ، أو معرف مفتاح BID - معرف الجسر.
يجب أن تتذكر أنه تم إنشاء STP قبل وقت طويل من ظهور مفاتيح Ethernet. بعد ذلك ، بدلاً من المصطلح switch ، تم استخدام مصطلح الجسر ، ولا تزال العديد من البروتوكولات تستخدم المصطلحات التقليدية للمعايير الفنية. حتى الآن BID هو معرف التبديل.
تسمى المعلومات التي يتبادلها المفتاح الجذر مع رموز التبديل الأخرى BPDU. تتبادل الأجهزة رسائل BPDU كل ثانيتين - وتسمى هذه المرة "مرحبًا بالوقت". تحتوي رسالة BPDU على BID الخاص بتبديل الجذر وتكلفة المسار إلى التبديل الجذر ، أو تكلفة مسار الجذر (هذه هي في الواقع المسافة إلى مفتاح الجذر). تعمل تكلفة المسار في كل منفذ على حساب أقصر مسار إلى مفتاح الجذر ، لكننا لن نتعمق في هذا المفهوم.
من الناحية المنطقية ، يعمل المخطط على النحو التالي: بفضل المنفذ الأيمن المحظور للمفتاح C ، لا تدخل حركة المرور في اتجاه المفتاح A - switch B - المفتاح C في المفتاح A ، أي أنه لا يغلق في الحلقة. C توجه حركة المرور A ، التي ترسلها إلى B ، والموجه B توجهها إلى C ، وعند هذه النقطة تنقطع الحلقة.
إليك كيفية عمل بروتوكول STP ، وهو المعيار IEEE 802.1d. يعد هذا معيارًا قديمًا للغاية ، حيث يكون عيبه هو الحد الأقصى لوقت تحديث المعلومات عند انقطاع الاتصال ، أي ما يعادل 50 ثانية. بالإضافة إلى حالة حظر منفذ الحظر ، فإنه يدعم حالتين أخريين - الاستماع والتعلم ، وبعد ذلك ينتقل إلى حالة نقل التوجيه.
كل ثانيتين ، تتبادل المفاتيح رسالة الترحيب - C ترسلها إلى B و A ، A ترسل مرحباً C و B ، وهكذا. إذا لم يستلم أي جهاز هذه الرسالة ، فإنه ينتظرها لمدة 10 أضعاف أخرى من مؤقت الترحيب ، أي 20 ثانية. بعد ذلك ، تنتظر بعض الإجراءات ، وتنتقل إلى حالة الاستماع ، التي تستمر 15 ثانية ، ثم تنتقل إلى حالة التعلم وتبقى فيها لمدة 15 ثانية أخرى. وبالتالي ، فإن فترة الخمول الإجمالية هي 50 ثانية. بالنسبة للشبكات الحديثة ، هذه فترة طويلة إلى حد ما.
لتحسين هذا الموقف ، تم تقديم معيار آخر - IEEE 802.1w ، أو Rapid STP - بروتوكول STP السريع ، والمشار إليه باسم RSTP. إنه خالٍ من الحالات الوسيطة وينتقل من حالة الحظر إلى حالة إعادة التوجيه.
في STP ، توجد منافذ الجذر ، منفذ الجذر - هذه هي المنافذ التي يتم من خلالها التواصل مع مفتاح الجذر. في RSTP ، تتم إضافة مفهوم المنافذ البديلة غير المرتبطة بتبديل الجذر. في حالة حدوث انهيار اتصال بين منفذ جذر RP ومفتاح الجذر ، يتحول منفذ ALT البديل على الفور إلى منفذ جذر RP ، ويتم الاتصال على مسار مختلف.
مع أصعب الأحداث ، تستغرق هذه العملية بأكملها 10 ثوانٍ كحد أقصى ، و 10 ثوانٍ من عدم النشاط أفضل بكثير من 50 ثانية. هذا هو الفرق الرئيسي بين STP و RSTP.
تستخدم Cisco الآن STP بعدة طرق ، ولكن كان الغرض منه في الأصل هو العمل في نفس مجال البث باستخدام Native VLAN ، لذلك تم اعتبار STP جزءًا من VLAN1. في الوقت نفسه ، كان يعتقد أن كل حركة المرور جزء من مجال البث الفردي هذا. مع تطور أجهزة الشبكة ، بدأت Cisco في استخدام STP بطرق أخرى ، بإنشاء PVSTP (Per-VLAN Spanning Tree) ، وهو بروتوكول خاص مصمم للعمل مع شبكات محلية ظاهرية متعددة. هذا يعني أن كل شبكة محلية ظاهرية (VLAN) سيكون لها STP خاص بها ، أي مفتاح الجذر الخاص بها (Root Bridge).
بنفس الطريقة التي حسنت بها Cisco STP من خلال إنشاء RSTP ، طورت الإصدار "المعجل" من PVSTP - RPVSTP. تم تغليف كلا البروتوكولين باستخدام بروتوكول ISL الخاص ولم يدعم معيار 802.1q ، حيث تم تطويرهما قبل اعتماده. لتحسين إمكانية التشغيل المتداخل ، عززت Cisco هذه البروتوكولات من خلال إضافة دعم 802.1q. تسمى البروتوكولات الجديدة التي تدعم كلاً من ISL و 802.1q PVSTP + و RPVSTP +. الآن هي معايير الصناعة لشبكات سيسكو.
تتميز عملية STP بقياس تكلفة المسار في كل منفذ Port Port. كأساس لهذا المؤشر ، تم استخدام سمة سرعة المنفذ - سرعة المنفذ بالميجاب / ثانية. لذلك ، وفقًا لمعيار IEEE 1998 ، فإن سرعة 10 ميجابايت / ثانية تقابل تكلفة المنفذ 100 ، وسرعة 100 ميجابت / ثانية - تكلفة 19 و 1 جيجابت / ثانية - تكلفة 4 و 10 جيجابت / ثانية - تكلفة 2. هذا المعيار لم يأخذ في الاعتبار سرعة 100 جيجابت / ثانية و 1 تيرابايت / ثانية ، لذلك في عام 2004 تم تطوير IEEE جديد ، حيث يتراوح المؤشر النسبي لتكلفة الميناء من 2 مليون إلى 20.
كلما زادت السرعة ، انخفضت التكلفة ، لذلك عند حساب الطرق ، يتم اختيار منافذ بتكلفة أقل. إذا كان هناك خطان - FastEthernet و GigabitEthernet ، فسيكون لخط الاتصال الأخير تكلفة أقل بكثير ، وبالتالي ، عند اختيار طريق إلى مفتاح الجذر ، سيكون لمنفذ GigabitEthern الأولوية. التبديل الجذر نفسه لديه تكلفة منفذ صفر. في الفيديو التالي ، سننظر في عملية اختيار المسار ، وسيصبح الأمر واضحًا لك. الآن ، فقط تذكر ما هو مبدأ التسعير.
الموضوع التالي هو معرف مرسل الجسر. في STP ، يحتوي على 2 بايت من معلومات أولوية التبديل و 6 بايت من عنوان MAC.
يتكون PVSTP الأكثر تقدما من 16 بت. تسمى البتات الـ 12 الأولى معرف النظام الموسع أو معرف النظام الموسع. يحتوي على معرف شبكة VLAN - رقم الشبكة في النطاق 0-4095 ، وعنوان MAC. يتم استخدام 4 بت أخرى للإشارة إلى أولوية الجسر ، أو التبديل. إذا كنت تتذكر طاولتنا الثنائية السحرية ، فسترى أنه إذا كانت جميع البتات الأربعة تساوي 0 ، فسنحصل على أولوية الصفر.
إذا كانت البتات موجودة بالترتيب 0001 ، فهذا يعني أن الرقم 4096 يقع تحت 1 ، أي أن الأولوية ستكون 4096. استنادًا إلى مجموعات الـ 16 من البتات ، سيتم استخدام أحد هذه الأرقام كأولوية - من 0 إلى 61440 ، وكل رقم لاحق 4096 أكثر من السابق.
تبعًا للإعدادات الافتراضية ، يكون لكافة محولات Cisco الأولوية 32768 ، ولكن يمكنك اختيار أي من هذه الأرقام كأولوية. عند استخدام معرف النظام الموسع ، تتم إضافة رقم شبكة محلية ظاهرية إلى هذا الرقم ، أي إذا كان لديك VLAN1 ، فإن أولوية معرف الجسر ستكون 32768 + 1 = 32769.
لدينا أيضا عنوان MAC. افترض أن معرف Bridge لجهاز واحد هو 32769: AAA: AAA: AAA والآخر هو 32769: BBB: BBB: BBB. لديهم نفس القيمة الرقمية ذات الأولوية ، ولكن الجهاز الذي يحتوي على عنوان MAC أقل سيكون له ميزة ، وهي AAA: AAA: AAA. من أجل فهم كيفية عمل Bridge ID بشكل أفضل ، يمكنك مراجعة هذا الفيديو مرة أخرى.
لا يمكننا تغيير عنوان MAC الخاص بالجهاز الثاني ، ولكن يمكننا تغيير قيمة الأولوية العددية 32769. إذا كنت تريد أن يكون لهذا الجهاز أولوية أعلى ، فيمكنك تغيير قيمة الأولوية إلى 0 أو أي رقم أقل من 32769. إذا أخذنا الصفر ورقم الشبكة VLAN1 ، ثم نحصل على القيمة العددية للأولوية 1. في هذه الحالة ، بغض النظر عن قيمة عنوان MAC ، سيكون لهذا الجهاز أولوية أعلى من الأولى.
إذا كنت ترغب في تنزيل هذا الفيديو من موقعنا ، يمكنك استخدام الكوبون للحصول على خصم 50 ٪ ، وهو صالح حتى نهاية 22 نوفمبر 2017. أذكركم اليوم أننا درسنا موضوعًا مهمًا للغاية ، لذا أنصحك بمشاهدة هذا الفيديو التعليمي مرة أخرى.
شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية به لأصدقائك ،
خصم 30٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من خوادم الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1 جيجابت في الثانية من 20 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).
ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ فقط لدينا
2 من Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6 جيجا هرتز 14 جيجا بايت 64 جيجا بايت DDR4 4 × 960 جيجا بايت SSD 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 199 دولار في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 سعة 2 جيجا هرتز 6 جيجا بايت 128 جيجا بايت ذاكرة DDR3 2x960GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 تيرابايت - من 99 دولار اقرأ عن
كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟