Последовательность состояний порта в протоколе связующего дерева

При использовании протокола STP каждый мост сети при включении питания проходит через состояние блокировки и промежуточное состояние изучения адресов и состояний других коммутаторов. Если порты соответствующим образом сконфигурированы, то происходит стабилизация и они переходят в состояние пересылки или блокировки. В состоянии пересылки порты обеспечивают маршрут к корневому мосту с наименьшей оценкой. Два промежуточных состояния имеют место в том случае, когда мост узнает об изменении в сетевой топологии. Во время изменения топологии порт временно находится в состояниях прослушивания и изучения топологии сети. На рис. 8.10 показаны состояния порта, на котором работает протокол связующего дерева.

Первоначально все порты моста находятся в состоянии блокировки, в котором они прослушивают модули BPDU. При первой загрузке моста он считает себя корневым мостом и переходит в состояние прослушивания. Отсутствие модулей BPDU в течение определенного периода времени (максимальный возраст) может вызвать переход от состояния блокировки к состоянию прослушивания. Когда порт находится в промежуточном состоянии прослушивания, он может отправлять и получать BPDU для определения текущей топологии. В этом состоянии передача данных пользователей не происходит. Именно в состоянии прослушивания мост выполняет операции по выбору корневого моста, корневых портов на некорневых мостах и выбора назначенных портов для каждого сегмента. Порты, которые остаются назначенными или корневыми в течение 15 секунд (задержка пересылки), переходят в состояние изучения топологии. Порты, которые не являются назначенными или корневыми, возвращаются в состояние блокировки. При переходе порта в состояние изучения топологии он может заполнять свою таблицу МАС-адресов адресами, полученными на его портах, однако не пересылает фреймы пользователя. По умолчанию состояние изучения продолжается 15 секунд (также время, равное задержке пересылки). В это время мост все еще не передает данных пользователя.

Ниже приводятся состояния протокола STP.

■ Состояние блокировки. Фреймы пользователей не пересылаются, прослушиваются модули BPDU.

■ Состояние прослушивания. Фреймы пользователей не пересылаются, но прослушиваются.

■ Состояние изучения топологии. Фреймы пользователей не пересылаются, изучаются адреса других устройств.

■ Состояние пересылки. Пересылаются фреймы пользователей и изучаются адреса других устройств.

■ Состояние отключения. Фреймы пользователей не пересылаются, модули BPDU не прослушиваются.

В состоянии изучения топологии уменьшается объем лавинной рассылки, которая требуется в начале пересылки. Если какой-либо порт по-прежнему является назначенным или корневым портом в заключительной фазе состояния изучения топологии, то он переходит в состояние пересылки. Порты, которые не являются назначенными или корневыми, возвращаются в состояние блокировки. В состоянии пересылки порт может отправлять и получать данные пользователей.

Обычно время, требуемое порту для перехода из состояния блокировки в состояние пересылки, составляет от 30 до 50 секунд. Это время таймеров протокола связующего дерева может быть изменено сетевым администратором. Обычно эти периоды таймеров устанавливаются со стандартным значением. Значения по умолчанию устанавливаются для того, чтобы у сети была возможность собрать правильную информацию о сетевой топологии.

Время, требуемое порту для перехода из состояния прослушивания в состояние изучения или из состояния изучения топологии в состояние пересылки, называется задержкой пересылки и по умолчанию составляет 15 секунд. Максимальный возраст, который по умолчанию равен 20 секундам, равен времени хранения мостом модуля BPDU перед его отбрасыванием. Если порт находится в состоянии блокировки и не получает новых модулей BPDU за время максимального возраста, то он переходит из состояния блокировки в состояние прослушивания.

Если порт коммутатора подсоединен только к станциям конечных пользователей (не имеет соединений с другими коммутаторами или мостами), то на таких портах конечных пользователей следует включить функцию коммутатора Catalyst, называемую “быстрым портом” (portfast). При включенной функции быстрого порта в момент активизации пор¬та он автоматически переходит из состояния блокировки в состояние пересылки. Это становится возможным потому, что в этом случае через эти порты не могут возникнуть петли, поскольку к ним не подсоединены другие коммутаторы или мосты. На рис. 8.11 приведен пример сети, порты которой находятся в различных состояниях.