Spanning Tree Protocol

Spanning tree protocol

Spanning Tree Protocol a fost definit de catre IEEE prin standardul 802.1D. Acest protocol elimina posibilitatea aparitiei fenomenului “broadcast storm” prin eliminarea automata si logica a buclelor in retea.

STP ( Spanning Tree Protocol ) este un protocol de comunicatii care are ca scop asigurarea redundantei retelei. Switch-urile cu management folosesc STP pentru a comunica unul cu celalalt despre caile redundante din retea si starea acestora.

Modul de lucru distribuit al STP este implementat prin transmiterea de către fiecare comutator,la intervale regulate de timp, a unor pachete BPDU (Bridge Protocol Data Unit) către nodurile vecine,care contin următoarele informatii:

• Care este nodul rădăcină, specificat prin identificatorul său Root ID;

• Costul căii optime până la rădăcină de la comutatorul curent (costul minim);

• Identificatorul comutatorului ce a emis BPDU, Bridge ID;

• Identificatorul portului pe care este emis BPDU, Port ID;

• Valori ale contoarelor de timp utilizate pentru controlul convergenŃei arborelui.

Functia protocolului STP este tocmai aceea de a întrerupe la nivel logic buclele de propagare, fără a elimina redundanta de nivel fizic.

In figura de mai jos exista mai multe bucle, cum ar fi cea formata de link-urile A-B-C si link-urile B-D-E. Pentru eliminarea acestora, STP foloseste un algoritm care este prezentat in continuare.

O bucla de nivel legatura de date apare intr-o retea cand intre doua dispozitive ale acesteia exista doua sau mai multe legaturi active, fiecare conexiune folosind doar dispozitive de interconectare ce pot analiza cel mult informatii de nivel legatura de date.

Aparitia buclelor de nivel legatura de date este corelata cu faptul ca puntile si comutatoarele nu filtreaza pachetele de difuzare si duc la o depreciere semnificativa a performantelor retelei prin determinarea unor avalanse de difuzari (broadcast storm).

Cum functioneaza STP?

Functionarea acestui protocol se bazeaza pe crearea topologiei retelei folosind niste cadre speciale numite cadre BPDU (Bridge Protocol Data Unit). Aceste cadre speciale sunt folosite intens la initializarea comutatoarelor; ulterior, la fiecare doua secunde vor fi schimbate cadre BDPU, pentru a verifica daca nu au aparut modificari. Totodata sunt definite cinci stari in care se poate afla o interfata a comutatorului: starea blocat, de ascultare, de invatare, de comutare de cadre si nefunctional (blocking, listening, learning,

forwarding, disabled). In starea blocat nu se accepta decat cadre BPDU, in cea de ascultare se primesc si cadre, dar acestea nu sunt retransmise. In starea de invatare, in plus fata de starea de ascultare, este inspectata adresa sursa a cadrelor primite, permitand astfel construirea tabelei de comutare. In starea de comutare cadrele primite sunt retransmise, iar tabela de comutare este actualizata. In starea nefunctional nu se vor accepta nici cadre BPDU.

Pentru construirea arborelui de acoperire sunt necesare aproximativ 30 de secunde, timp in care toate porturile comutatoarelor sunt in starea blocat. Exista trei pasi ce trebuie urmati pentru construirea arborelui de acoperire: mai intai trebuie aleasa radacina arborelui (root bridge), apoi trebuie alese porturile radacina, pentru ca in final sa fie determinate porturile active.