Выбор назначенных портов

В сети, использующей коммутацию, каждый сегмент имеет один назначенный порт. Этот порт функционирует как единственный порт моста, который получает и отправляет все данные, поступающие в сегмент и отправляемые из него. Такой подход основывается на том, что если только один порт обрабатывает данные для всех каналов, то все петли оказываются разорванными. Мост, которому принадлежит назначенный порт данного сегмента называется назначенным мостом (designated bridge) этого сегмента. После окончания конкуренции за право быть корневым коммутатором все коммутаторы переключаются на выбор корневых портов. Корневым портом моста называется порт, ближайший к корневому мосту. Каждый некорневой мост должен выбрать один корневой порт. Для этого мосты вновь используют оценку в качестве меры близости к корневому коммутатору. В частности, мосты определяют величину, называемую оценкой корневого маршрута, которая является кумулятивной (суммарной) оценкой всех каналов, ведущих к корневому мосту. На рис. 8.12 приведен пример выбора корневых портов и показано, как вычисляется оценка при проходе через несколько мостов и проиллюстрирован процесс окончательного выбора корневого порта.

Когда корневой мост Cat-А посылает модули BPDU, эти модули содержат оценку корневого маршрута, равную нулю (этап 1). Когда мост Cat-В получает эти модули BPDU, он добавляет оценку маршрута порта 1/1 к оценке корневого маршрута, которая содержится в полученном BPDU. Предположим, что в сети функционирует протокол Fast Ethernet. Коммутатор Cat-B получает оценку корневого маршрута, равную 0 и добавляет к оценке порта 1/1 значение, равное 19. После этого коммутатор Cat-B использует значение 19 для внутренних расчетов и посылает модули BPDU с оценкой корневого маршрута, равной 19, с порта 1/2 (этап 3). 

Когда коммутатор Cat-C получает эти модули BPDU от коммутатора Cat-B (4-й этап), он увеличивает оценку корневого маршрута до 38 (19 + 19).Однако коммутатор Cat-C получает также модули BPDU от корневого моста на порте Port 1/1. Эти BPDU поступают на порт Port 1/1 коммутатора Cat-C с оценкой 0 и коммутатор Cat-C увеличивает внутреннюю оценку до 19 (этап 5). Теперь коммутатору Cat-C необходимо принять решение о выборе одного корневого порта — порта, ближайшего к корневому мосту. Коммутатор Cat-C имеет оценку корневого маршрута равную 19 на порте Port 1/1 и оценку 38 на порте Port 1/2. Следовательно, порт Port 1/1 коммутатора Cat-C становится корневым портом (этап 6). После этого коммутатор Cat-C начинает анонсировать оценку корневого маршрута, равную 19 коммутаторам, расположенным в нисходящем направлении (этап 7).

Хотя подробное описание этого процесса для коммутатора Cat-B на рис. 8.13 не приводится, в нем происходят аналогичные вычисления.

С порта Port 1/1 коммутатора Cat-B можно достичь корневой мост с оценкой 19, в то время как вычисления для порта Port 1/2 коммутатора Cat-B дают значение оценки, равное 38. Следовательно, порт Port 1/1 становится корневым портом коммутатора Cat-B. Следует обратить внимание на то, что при поступлении модулей BPDU на порт оценки увеличиваются.

Следует помнить о том, что оценки протокола STP увеличиваются при поступлении модулей BPDU на порт, а не при рассылке их с порта. Например, модули BPDU поступают на порт Port 1/1 коммутатора Cat-B с оценкой, равной 0 и эта оценка увеличивается до 19 “внутри” коммутатора Cat-B.

Действия протокола STP по предотвращению петель становятся наглядными на третьем этапе первоначальной конвергенции протокола STP при выборе назначенных портов. Каждый сегмент в сети с мостовыми соединениями имеет один назначенный порт. Этот порт функционирует как единственный порт моста, который осуществляет как отправку, так и получение данных для данного сегмента и корневого моста. В основе такого подхода лежит положение о том, что если для каждого канала обработку данных выполняет только один порт, то все петли в сети разорваны. Мост, которому принадлежит назначенный порт для данного сегмента, называется назначенным мостом (designaled bridge) данного сегмента.

Как и при выборе корневого порта, назначенные порты выбираются на основе кумулятивной оценки корневого маршрута к корневому мосту, как показано на рис. 8.13. На рис. 8.13 рассмотрим назначенные порты и каждый сегмент по очереди. Сначала рассмотрим сегмент 1, который является каналом между коммутаторами Cat-A и Cat-B. В этом сегменте имеется два порта мостов: порт Port 1/1 коммутатора Cat-A и порт Port 1/1 коммутатора Cat-B. Порт Port 1/1 коммутатора Cat-A имеет оценку корневого маршрута равную 0 (все-таки это корневой мост), а порт Port 1/1 коммутатора Cat-B имеет оценку корневого маршрута равную 19 (значение 0 получено в модулях BPDU от коммутатора Cat-A плюс оценка маршрута, равная 19, назначенная порту Port 1/1 коммутатора Cat-B). Поскольку порт Port 1/1 коммутатора Cat-A имеет меньшую оценку корневого маршрута, он становится назначенным портом канала.

Для сегмента 2 (канал от коммутатора Cat-A к коммутатору Cat-C) имеет место аналогичная операция выбора. Порт Port 1/2 коммутатора Cat-A имеет оценку корневого маршрута, равную 0, в то время как порт Port 1/1 коммутатора Cat-C имеет оценку корневого маршрута, равную 19. Порт Port 1/2 коммутатора Cat-A имеет меньшую оценку и становится назначенным портом. Следует отметить, что каждый активный порт на корневом мосту становится назначенным портом. Единственным исключением из этого правила является физическая петля на 1-м уровне к корневому мосту. Примером является ситуация, в которой два порта корневого моста подсоединены к одному и тому же концентратору или когда два порта соединены перекрученным кабелем.

Теперь рассмотрим сегмент 3 (канал от коммутатора Cat-B к коммутатору Cat-C): как порт Port 1/2 коммутатора Cat-B, так и порт Port 1/2 коммутатора Cat-C имеют оценку корневого маршрута равную 19. В этом случае имеет место равенство оценок. Если протокол STP сталкивается с ситуацией равенства оценок, то при принятии решения он использует четырехэтапную последовательность, обсуждавшуюся ранее в разделе “Протокол связующего дерева”. Напомним, что эти четыре этапа включают в себя:

■ Выбор наименьшего корневого идентификатора BID

■ Вычисление наименьшей оценки маршрута к корневому мосту

■ Выбор наименьшего идентификатора BID отправителя

■ Выбор наименьшего идентификатора ID порта.

В примере, показанном на рис. 8.13, все три моста соглашаются с тем, что коммутатор Cat-A является корневым мостом, что требует дать оценку корневому маршруту. Однако, как было показано выше, оба коммутатора —Cat-B и Cat-C имеют одинаковые оценки, равные 19. В этом случае решающим становится третий критерий — значение идентификатора BID. Поскольку идентификатор BID коммутатора Cat-B (32768.ВВ-ВВ-ВВВВ-ВВ-ВВ) меньше чем идентификатор BID коммутатора Cat-C (32768.СС-СС-СС-СС-СС-СС), порт Port 1/2 коммутатора Cat-B становится назначенным портом сегмента 3. Соответственно, Port 1/2 коммутатора Cat-C становится не назначенным портом.