3– Amaliy mashg‘ulot. STP protokoli va uning ahamiyati haqida tushunchalar.
Ishdan maqsad: STP protokoli va uning ahamiyati haqida tushunchalarga ega bo„lish.
Nazariy qism
Spanning Tree Protocol (STP, spanning Tree Protocol) - kanal protokoli. STP ning asosiy
vazifasi ortiqcha havolalar bilan bog'langan bir yoki bir nechta tarmoq ko'prigi mavjud bo'lgan
ixtiyoriy Ethernet tarmog'i topologiyasidagi halqalarni yo'q qilishdir. STP bu muammoni
switchlarning to'liq ulanishi uchun hozirda ortiqcha bo'lgan ulanishlarni
avtomatik ravishda
blokirovka qilish orqali hal qiladi. Ethernet tarmog'idagi topologik halqalarni yo'q qilish zarurati
shundan kelib chiqadiki, ularning haqiqiy Ethernet tarmog'ida yuqori ehtimollikdagi switchga ega
bo'lishi bir xil chekilgan freymlarni bir yoki bir nechta switchlar orqali uzatishning cheksiz
takrorlanishiga olib keladi, shuning uchun tarmoq o'tkazish qobiliyati deyarli butunlay bu foydasiz
takrorlashlar bilan band. ; bu sharoitda, garchi tarmoq texnik jihatdan
ishlashda davom etishi
mumkin bo'lsa-da, amalda uning ishlashi shunchalik past bo'ladiki, u tarmoqning to'liq ishdan
chiqishi kabi ko'rinishi mumkin. STP OSI modelining ikkinchi qatlamiga tegishli. Protokol
Internetda ishlash bo'yicha IEEE 802.1 ishchi guruhi tomonidan ishlab chiqilgan IEEE 802.1D
standartida tasvirlangan. Radia Perlman tomonidan ishlab chiqilgan.
Agar ko'prikli tarmoqda (kommutatorlarning tarmoq segmentida) bir nechta yo'llar mavjud
bo'lsa, siklik marshrutlar hosil bo'lishi mumkin va ma'lumotlarni ko'prik (kommutator)
orqali
uzatishning oddiy qoidalariga rioya qilish bir xil paketning bir ko'prikdan cheksiz ravishda
uzatilishiga olib keladi. boshqa (switchlardan halqa atrofida uzatilishi kerak). Kengaytirilgan
daraxt algoritmi paketlarni yo'naltirish marshrutlari topologiyasida aylanishni oldini olish uchun
kerak bo'lganda alohida portlar (blokli o'tish portlari) bo'yicha ko'prikni avtomatik ravishda
o'chirib qo'yish imkonini beradi. Tarmoq ko'prigida kengayuvchi daraxt algoritmidan foydalanish
uchun qo'shimcha konfiguratsiya talab qilinmaydi.
Kommutatsiya davri (Bridging loop, Switching loop)
- tarmoqdagi bir xil tarmoq
segmentiga ulangan kommutatorlar o'rtasida freymlarning cheksiz yo'naltirilishi mavjud bo'lgan
holat. Ta'rifdan ma'lum bo'lishicha, halqaning paydo bo'lishi katta muammolarni keltirib chiqaradi
- bu switchlarning haddan tashqari yuklanishiga va ushbu tarmoq segmentining ishlamasligiga olib
keladi. Bitta kalit STP ildiz ko'prigidir. Ikki kalit o'rtasidagi aloqani bog'laydigan
barcha
kommutator portlari ildiz porti (RP), belgilangan port (DP) yoki bloklangan port (BP)
hisoblanadi(3.1 - rasm).
3.1 – rasm. Lokal tarmoqda (LAN) Spanning Tree Protocol ilovasi bilan switchlar
ko„rinishi.
Aloqa kanallarida avariya holatlari kuzatilgudek bo„lsa, zaxira kanallari ishga tushadi va
axborotlar ular orqali uzatilishni bo„shlaydi (3.2 - rasm).
3.2 – rasm. Aloqa kanalining zararlanishi.
Ushbu protokolning ishlash prinsipi switchlar orasidagi barcha ortiqcha kanallar mantiqiy
ravishda bloklanganligi va ular orqali hech qanday trafik uzatilmasligiga asoslanadi. Ortiqcha
kanallarsiz topologiyani qurish uchun daraxt (matematik grafik) quriladi. Bunday daraxtni qurish
uchun birinchi navbatda daraxtning ildizini aniqlash kerak, undan grafik quriladi. Shuning uchun,
STP protokolining birinchi bosqichi ildiz switchini (Root Switch) aniqlashdir.
Root Switch-ni
aniqlash uchun switchlar BPDU xabarlarini almashadilar. Umuman olganda, STP protokoli ikki
turdagi xabarlardan foydalanadi: BPDU - switchlar haqida ma'lumotni o'z ichiga oladi va TCN -
topologiyaning o'zgarishi haqida xabar beradi.
Kommutatsiyalangan LANdagi ortiqcha havolalar bilan bog'liq muammolarni oldini olish
uchun STP tarmoq topologiyasini kuzatish uchun switchlarda amalga oshiriladi. Switchlar
orasidagi har bir havola, xususan, ortiqcha havolalar kataloglanadi. Keyin spanning-tree algoritmi
LANdagi switchlar o'rtasida bitta afzal bog'lanishni o'rnatish orqali ortiqcha havolalarga
yo'naltirishni bloklaydi. Ushbu afzal qilingan havola barcha Ethernet freymlari uchun ishlatiladi,
agar u muvaffaqiyatsiz bo'lmasa, bu holda afzal ko'rilmagan ortiqcha havola yoqiladi. Tarmoqda
amalga oshirilganda, STP bitta qatlam-2 switchini ildiz ko'prigi sifatida belgilaydi. Keyin barcha
switchlar yo'naltirish uchun ildiz ko'prigi tomon eng yaxshi ulanishni tanlaydi va boshqa ortiqcha
havolalarni bloklaydi. Barcha switchlar doimiy ravishda ko'prik protokoli ma'lumotlar birliklari
(BPDU) yordamida LANdagi qo'shnilari bilan bog'lanadi. Agar ikkita switch o'rtasida bir nechta
aloqa mavjud bo'lsa, STP ildiz ko'prigi har bir yo'lning narxini tarmoqli kengligidan kelib chiqqan
holda hisoblab chiqadi. STP afzal qilingan havola sifatida eng past narxga ega, ya'ni eng yuqori
o'tkazish qobiliyatiga ega yo'lni tanlaydi. STP ushbu afzal qilingan havolani ikkita switch o'rtasida
chekilgan freymlar uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan yagona yo'l sifatida yoqadi va afzal qilingan
yo'lni ildiz porti sifatida bog'laydigan kommutator portlarini belgilash
orqali boshqa barcha
mumkin bo'lgan havolalarni o'chiradi. LANdagi STP yoqilgan switchlari ildiz ko'prigini
tanlagandan so'ng, barcha ildiz bo'lmagan ko'priklar o'z portlaridan birini ildiz port sifatida
tayinlaydi. Bu yoki switchni ildiz ko'prigiga bog'laydigan port yoki bir nechta yo'llar mavjud
bo'lsa, ildiz ko'prigi tomonidan hisoblangan afzal qilingan yo'lga ega port.
Barcha switchlar
to'g'ridan-to'g'ri ildiz ko'prigiga ulanmaganligi sababli, ular STP BPDU-lar yordamida bir-biri
bilan bog'lanadi. Har bir switch ildiz ko'prigiga berilgan yo'lning umumiy narxini aniqlash uchun
qo'shni switchlardan olingan xarajatlarga o'z yo'lining narxini qo'shadi. Ildiz ko'prigiga barcha
mumkin bo'lgan yo'llarning narxi qo'shilgandan so'ng, har bir switch ildiz ko'prigiga olib keladigan
eng kam xarajat yoki eng yuqori tarmoqli kengligi bo'lgan yo'lga ulanadigan portni ildiz port
sifatida belgilaydi.
