Montag, 3. Januar 2005

Transkript

1 Montag, 3. Januar 2005 Seite 1 Das Programm von Heute Fach Spanning Tree Kopien Buch Multilayer Switched Netzwerke Cisco Press Agenda Prüfungsbesprechung Transparent Bridging Spanning Tree Übung Spanning Tree Seite 2 1

2 Transparent Bridging Eine Bridge lernt MAC-Adressen. Eine Bridge leitet Broadcast an alle Ports weiter. Ist das Ziel unbekannt, leitet die Bridge das Frame auf alle Ports weiter. Ein Frame wird herausgefiltert, wenn die Zieladresse Richtung Empfangsport zeigt. Transparent Bridging funktioniert einwandfrei, solange keine Redundante Wege zum Ziel bestehen. Seite 3 Ziel von Spanning Tree I Der Spanning Tree-Algorithmus dient zur Vermeidung redundanter Netzwerkpfade (Schleifen) im LAN, speziell in geswitchten Umgebungen. Er wurde von Radia Perlman entwickelt und ist in der IEEE-Norm 802.1d standardisiert. Seite 4 2

3 Ziel von Spanning Tree II Netzwerke sollten zu jedem möglichen Ziel immer nur einen Pfad haben, um zu vermeiden, dass Frames dupliziert werden und mehrfach am Ziel eintreffen, was zu Fehlfunktionen in darüber liegenden Netzwerkschichten führen könnte und die Leistung des Netzwerks vermindern kann. Andererseits möchte man mitunter redundante Netzwerkpfade als Backup für den Fehlerfall zur Verfügung haben. Der Spanning Tree-Algorithmus wird beiden Bedürfnissen gerecht. Seite 5 BPDU-Nachrichten Wahl eines Root Switch für die stabile Spanning-Tree-Netzwerktopologie. Wahl eines gekennzeichneten Switch in jedem geswitchten Segment. Entfernen von Schleifen im Netzwerk durch das Abschalten von überflüssigen Ports. Seite 6 3

4 Wahl einer Rootbridge Nach dem einschalten nimmt der Switch oder die Bridge an sie seihe die Routebridge. Danach wird die Rootbridge anhand dem 2 Byte grossen Prioritätsteil und der 6 Byte grossen MAC-Adresse bestimmt. Ohne Veränderung der Prioritäts Bytes wird die Bridge mit der kleinsten MAC- Adresse die Routbridge. Seite 7 Verknüpfung mit der Rootbridge Kriterien zur Wegwahl zur Rootbridge Path Cost Bridge Information Port Information Ablauf Ein Switch wird zum Rootswitch gewählt Die kürzeste Entfernung zwischen jedem Switch und der Rootbridge wird berechnet. Das zu sendende Port wird gewählt Alle anderen Ports werden blockiert Seite 8 4

5 Spanning-Tree Tree-Port-Stadien Blocked Listen Learn Forward Disabled Seite 9 Spanning-Tree Tree-TimmerTimmer Grundeinstellung der Timmer-Werte Hello Time 2 Sekunden Maximum time 20 Sekunden Forward delay 15 Sekunden Zwischenstadien Von Blocked zu Listen (20 Sekunden) Von Listen zu Learn (15 Sekunden) Von Learn zu Forward (15 Sekunden) Von Forward zu Disabeld (im Fehlerfall) Seite 10 5

6 Übung: Spanning-Tree 2-3 Studenten pro Gruppe Zeit: 20 Minuten Besprechung der Übung Seite 11 Nachteile Spanning-Tree I Die Root Bridge teilt den in der Hierarchie eine Stufe unterhalb liegenden Designated Bridges im Abstand von 2 Sekunden mit, dass sie noch da ist, woraufhin die empfangende Designated Bridge ebenfalls an nachfolgende Bridges die entsprechende Information senden darf. Wenn diese "Hello-Pakete" ausbleiben, hat sich folglich an der Topologie des Netzwerks etwas geändert, und das Netzwerk muss sich reorganisieren. Seite 12 6

7 Nachteile Spanning-Tree II Diese Neuberechnung des Baumes dauert im schlimmsten Fall bis zu 30 Sekunden. Während dieser Zeit dürfen die Spanning Treefähigen Bridges ausser Spanning Tree- Informationen keine Pakete im Netzwerk weiterleiten. Dies ist einer der größten Kritikpunkte am Spanning Tree-Algorithmus, da es möglich ist, mit gefälschten Spanning Tree-Paketen eine Topologieänderung zu signalisieren und das gesamte Netzwerk für bis zu 30 Sekunden lahmzulegen. Seite 13 Rapid Spanning-Tree Um diesen potenziellen Sicherheitsmangel zu beheben, aber auch, um bei echten Topologieänderungen das Netzwerk schnell wieder in einen benutzbarem Zustand zu bringen, wurden schon früh von verschiedenen Herstellern Verbesserungen am Spanning Tree- Algorithmus und dem dazugehörigen Protokoll erdacht. Eine davon, das Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) ist inzwischen zum offiziellen IEEE-Standard 802.1w geworden. Die Idee hinter RSTP ist, dass bei signalisierten Topologieänderungen nicht sofort die Netzwerkstruktur gelöscht wird, sondern erst einmal wie gehabt weiter gearbeitet wird und Alternativrouten berechnet werden. Erst anschließend wird ein neuer Baum zusammengestellt. Die Ausfallzeit des Netzwerks lässt sich so von 30 Sekunden auf unter 1 Sekunde drücken. In der 2003 zu verabschiedenden Revision des 1998 letztmalig überarbeiteten 802.1d-Standards soll das alte STP zugunsten von RSTP komplett entfallen. Seite 14 7