Ch. 7 Spanning Tree Protocol

Ch. 7 Spanning Tree Protocol auf der CCNA 3 version 3.0 Wolfgang Riggert,, FH Flensburg, Grundlage Rick Graziani, Cabrillo College der Grundlage

Vorbemerkung Die englische Originalversion finden Sie unter : http://www.cabrillo.cc.ca.us/~rgraziani/ Der username ist cisco und das Password perlman Viele der Informationen ergänzen das Online-Curriculum Die Zusatzinformation ist zur Verdeutlichung und weiteren Erklärung der Themen eingefügt Die Originalversion ist um eigene Folien erweitert, um das Verständnis zu fördern 2

Überblick Beschreibung redundanter Netzwerktopologien Definition von Broadcaststorms und ihrer Wirkung Erkennen der Ursachen und Auswirkungen instabiler MAC- Adressen und mehrfacher Rahmenübertragung Beschreibung der Bedeutung des Spanning-Tree-Protokolls in geswitchten Netzen Identifizierung der Schlüsselelemente des Spanning-Trees Wahl der Root-Bridge Spanning-Tree Zustände Vergleich von Spanning-Tree und Rapid Spanning-Tree 3

Redundanz Zuverlässigkeit in einem Netz wird durch zuverlässige Geräte, fehlertolerante Systeme und Redundanz erreicht Das Netz soll eine Topologie aufweisen, die eine schnelle Konvergenz nach einem Fehlerfall ermöglicht 4

Redundante Topologien eine Bridge redundante Bridges Ein Straßennetz ist ein Beispiel redundanter Topologien Wenn eine Straße gesperrt ist, existiert eine Umleitung zum Ziel 5

Verkehrstypen bekannte Unicast: Zieladresse befindet sich in Switchtabelle unbekannte Unicast: Zieladresse ist nicht in der Switchtabelle verzeichnet Multicast: Pakete an eine Gruppenadresse Broadcast: Pakete an alle Interfaces mit Ausnahme des Empfangenden 6

Switchverhalten Switches lernen die Quell-MAC-Adresse an ihren Ports, um Pakete an den Empfänger weiterzuleiten. Die Quell-MAC- Adresse wird zusammen mit dem Port, an dem sie registriert wurde, in die Switchtabelle eingetragen Switches fluten Pakete, deren Zieladresse sie nicht kennen Broadcasts und Multicasts werden ebenfalls geflutet Eine redundante Switchtopologie kann Broadcaststorms, mehrere Paketkopien oder instabile MAC-Adresstabellen erzeugen 7

Spanning-Tree Eigenschaften Definition: RFC 802.1D, 802.1W, 802.1S Zweck: Erzeugung einer schleifenfreien Layer-2- Infrastruktur Automatische Neukonfiguration im Falle eines Verbindungsausfalls Lange Konvergenzzeiten (typischerweise 30 bis 50 Sekunden) Verbesserungen in Rapid Spanning-Tree Protocol (RSTP), in 802.1W 8

Broadcast Storm Wenn Host X eine Broadcast wie z.b. eine ARP-Request sendet, flutet Switch A diese auf alle Ports Switch B auf dem gleichen Segment verfährt in gleicher Weise Switch B erkennt die Broadcast von Switch A und umgekehrt sieht Switch A die Broadcast von Switch B. Beide leiten die Broadcast jedoch weiter Dieser Vorgang wiederholt sich endlos -> Broadcaststorm 9

Multiple Frame Multiple Frame Voraussetzung: Spanning Tree Protocol ist nicht aktiviert MAC-Adresse von Router Y ist beiden Switches unbekannt Host X hat die MAC-Adresse von Router Y noch in seinem ARP Cache Host X sendet einen Unicastframe an Router Y. 10

Multiple Frame 1 1 3 2 Der Router erhält den Frame, weil er auf dem gleichen Segment wie Host X liegt Switch A kennt die MAC-Adresse von Router Y nicht und flutet den Frame daher (Segment 2). Switch B verfährt in gleicher Weise, so dass mehrere Kopien des Frames entstehen Nachdem Switch B den Frame von Switch A erhält, so dass Router Y mehrere Kopien des gleichen Frames empfängt 11

MAC-Instabilität Ein Switch kann fälschlicherweise eine MAC-Adresse an einem Port lernen, obwohl sie sich an einem anderen Port befindet Host X sendet einen Frame an Router Y Switches A und B lernen die MAC-Adresse von Host X auf Port 0. Der Frame an Router Y wird auf Port 1 von beiden Switches geflutet Switches A und B erkennen die Information auf Port 1 und lernen die Adresse von Host X auf Port 1 12

Redundante Pfade ohne Spanning Tree Host Kahn sendet einen Ethernet Frame an Host Baran. Beide Switches Moe und Switch Larry erkennen den Frame und tragen Host Kahn s Mac- Adresse in ihre Switchingtabelle ein. 10BaseT Ports (12) 100BaseT Ports Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-5D-FE 00-90-27-76-96-93 Moe Host Kahn Larry Host Baran A A 100BaseT Ports 13

Redundante Pfade ohne Spanning Tree SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 10BaseT Ports (12) 100BaseT Ports Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-5D-FE 00-90-27-76-96-93 Moe Host Kahn A Host Baran A Larry 100BaseT Ports SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 14

Redundante Pfade ohne Spanning Tree Beide Switches finden nicht die Zieladresse in ihrer Tabelle, so dass sie den Frame fluten 10BaseT Ports (12) Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-5D-FE 00-90-27-76-96-93 Moe Host Kahn Larry Host Baran SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 100BaseT Ports A A 100BaseT Ports SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 15

Redundante Pfade ohne Spanning Tree Switch Moe lernt fälschlicherweise die Source Adresse 00-90-27-76-96-93 auf Port A 10BaseT Ports (12) Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-5D-FE 00-90-27-76-96-93 Moe Host Kahn Larry Host Baran SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 Port A: 00-90-27-76-96-93 100BaseT Ports A A 100BaseT Ports SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 16

Redundante Pfade ohne Spanning Tree Gleiches gilt für Switch Larry 10BaseT Ports (12) Moe SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 Port A: 00-90-27-76-96-93 100BaseT Ports Hub 00-90-27-76-96-93 Host Kahn A 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-5D-FE Host Baran A Larry 100BaseT Ports SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 Port A: 00-90-27-76-96-93 17

Redundante Pfade ohne Spanning Tree Wenn Host Baran einen Frame an Host Kahn sendet, nimmt dieser den längeren Weg über Port A von Switch Larry 10BaseT Ports (12) Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-5D-FE 00-90-27-76-96-93 Moe Host Kahn Larry Host Baran SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 Port A: 00-90-27-76-96-93 100BaseT Ports A A 100BaseT Ports SAT (Source Address Table) Port 1: 00-90-27-76-96-93 Port A: 00-90-27-76-96-93 18

Broadcasts ohne Spanning Tree Betrachte im folgenden nicht die Switchingtabelle, sondern die Frames. Host Kahn sendet eine Broadcast, z.b. einen ARP Request. 1 10BaseT Ports (12) Moe Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-96-93 Host Kahn A A Larry 1 2 00-90-27-76-5D-FE Host Baran 100BaseT Ports 19

Broadcasts ohne Spanning Tree Beide Switches fluten diese Broadcast einschließlich ihrer Ports A 1 10BaseT Ports (12) Moe Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-96-93 Host Kahn A A Larry 1 2 00-90-27-76-5D-FE Host Baran 100BaseT Ports 20

Broadcasts ohne Spanning Tree Beide Switches erhalten diese Broadcast auf unterschiedlichen Ports und fluten diese auf ihren anderen Ports (Duplizierung der Broadcasts) 1 10BaseT Ports (12) Moe Duplicate frame Duplicate frame Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-96-93 Host Kahn A A Larry 1 2 00-90-27-76-5D-FE Host Baran 100BaseT Ports 21

Broadcasts ohne Spanning Tree Dieser Prozess wiederholt sich und erzeugt einen Broadcaststorm 1 10BaseT Ports (12) Hub 10BaseT Ports (12) 00-90-27-76-96-93 Moe Host Kahn A A Duplicate frame Duplicate frame Larry 1 2 00-90-27-76-5D-FE Host Baran 100BaseT Ports 22

Aufgabe Anders als in IP kennt die Schicht 2 keine Time-to-Live-Feld Die Lösung besteht darin, physikalische Schleifen zuzulassen, aber eine logisch schleifenfreie Topologie in Form eines Baumes zu erzeugen Der Algorithmus zur Erzeugung dieses Baumes ist das Spanning Tree Verfahren Quelle : http://www.equipecom.com/radia.html 23

Kosten Spanning Tree verwendet zur Bewertung der Links eine Kostenmetrik Die Kosten bestimmen sich aus der Bandbreite 24

Elemente Das Spanning-Tree Protokoll bestimmt eine root bridge als Wurzel des Baumes Redundante Verbindungen werden nicht Teil des Baumes, sondern werden als blocked markiert 25

STP-Begriffe Bridge Protocol Data Units (BPDUs) Root Bridge : Wurzel des Spanning-Tree; besitzt die kleinste Bridge-ID des Netzes Root Port : der Port mit den geringsten Pfadkosten in Richtung Root Bridge Path Cost : reziproker Wert der Bandbreite Designated Bridge : Bridge im LAN-Segment, die den Datenverkehr in Richtung Root-Bridge überträgt Designated Port : Port der Designated Bridge in Richtung Root 26

Spanning-Tree Protokoll 1 Durch geblockte Pfade wird eine schleifenfreie Topologie möglich. Frames, die auf diesen Pfaden empfangen werden, werden verworfen Zum Informationsaustausch verwendet Spanning Tree Bridge Protocol Data Unit (BPDU). BPDUs werden auch von geblockten Verbindungen empfangen, um im Fall eines Verbindungsausfalls sofort aktiv zu werden 27

Spanning-Tree Protokoll 2 Spanning Tree Aktionen Bestimmung der Root Bridge Berechnung des kürzesten Weges von jedem Knoten zur Root Bridge Der Port in Richtung Root wird als designated Port bezeichnet, geblockte Ports als non-designated 28

Teile der folgenden Informationen sind nicht Bestandteil des Curriculums

Bridge ID und Pfadkosten STP wählt die Root Bridge als Referenzpunkt und bestimmt alle zulässigen Pfade in Abhängigkeit von diesem Punkt Existieren mehrere Pfade, wählt STP den besten und blockiert die anderen Zur Pfadauswahl nutzt STP zwei Angaben : Bridge ID Pfadkosten 30

Bridge ID (BID) Bridge ID (BID) wird zur Identifikation einer Bridge/eines Switches benötigt. Sie besteht aus zwei teilen: eine 2-byte Bridge Priority: Cisco setzt den Wert defaultmäßig auf 32,768 oder 0x8000. eine 6-byte MAC Adresse 31

Bridge ID (BID) BID wird zur Wahl der Root Bridge genutzt, wobei ein niedriger Wert eine hohe Priorität angibt!!! Die Bridge mit der niedrigsten BID = höchsten Priorität wird Root Besitzen alle Geräte die gleiche Priorität, entscheidet die MAC-Adresse. Der Switch mit der niedrigsten MAC-Adresse wird Root Bridge. 32

Bridge ID (BID) ALSwitch#show spanning-tree VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32768 Address 0003.e334.6640 Cost 19 Port 23 (FastEthernet0/23) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 000b.fc28.d400 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300 Interface Port ID Designated Port ID Name Prio.Nbr Cost Sts Cost Bridge ID Prio.Nbr ---------------- -------- --------- --- --------- -------------------- -------- Fa0/23 128.23 19 FWD 0 32768 0003.e334.6640 128.25 ALSwitch# 33

Pfadkosten Ursprünglich definierte 802.1d Kosten als 1000/Bandbreite des Links Kosten eines 10Mbps Links = 100 oder 1000/10 Kosten eines 100Mbps Links = 10 oder 1000/100 Kosten eines 1Gbps Links = 1 oder 1000/1000 Für 10 Gbps Ethernet ist keine Angabe möglich 34

Pfadkosten IEEE modifizierte die Ursprungswerte, um auch 10GBit- Ethernet aufzunehmen: 4 Mbps 250 10 Mbps 100 16 Mbps 62 45 Mbps 39 100 Mbps 19 155 Mbps 14 622 Mbps 6 1 Gbps 4 10 Gbps 2 35

STP Entscheidungsfolge Um eine schleifenfreie Topologie zu erzeugen, richten sich STP nach einem Vorgehen in vier Schritten Four-Step decision Sequence Schritt 1 - niedrigste BID Schritt 2 niedrigsten Pfadkosten zur Root Bridge Schritt 3 - niedrigste Sender BID Schritt 4 - niedrigste Port ID Zur Konfiguration nutzen Switches BPDUs 36

STP-Ablauf Bridges wählen die Bridge mit der kleinsten ID als Root Bridges berechnen die Pfadkosten zur Rootbridge; z.b. die Kosten von Bridge B zu Bridge A können 119 oder 61 betragen Bridges bestimmen die Designated Bridge für jedes LAN-Segment; z.b. Bridge A ist Designated Bridge für LAN-Segment 1 und 3, weil sie die geringsten Pfadkosten zur Rootbridge aufweist. Bridges wählen die Ports, die den Spanning Tree aufspannen Alle verbleibenden Ports gehen in den Zustand blocked 37

STP Entscheidungsfolge BPDU Schlüsselkonzept: Bridges speichern eine Kopie der besten BPDU auf jedem Port Zur Auswahl werden alle auf dem Port empfangenen BPDUs ausgewertet Jede BPDU wird gemäß des vierstufigen Entscheidungsprozesses geprüft Nur die BPDU mit dem geringsten Wert wird gespeichert 38

STP Konvergenz STP verwendet drei Schritte, um eine schleifenfreie Topologie zu erzeugen STP Konvergenz Schritt 1 Wahl einer Root Bridge Schritt 2 Wahl der Root Ports Schritt 3 Wahl der Designated Ports Alle STP Entscheidungen basieren auf dem vierstufigen Entscheidungsprozess Schritt 1 - niedrigste BID Schritt 2 niedrigste Pfadkosten zur Root Bridge Schritt 3 - niedrigste Sender BID Schritt 4 - niedrigste Port ID 39

Schritt 1 : Wahl der Root Bridge Der Switch mit der höchsten Priorität, d.h. der niedrigsten BID gewinnt, hier: Cat-A 40

Schritt 1 : Wahl der Root Bridge Um einen bestimmten Switch zur Root Bridge zu machen, kann dessen Priorität verändert werden BPDUs werden alle 2 Sekunden gesendet. 41

Schritt 1 : Wahl der Root Bridge 2900#show spanning-tree Spanning tree 1 is executing the IEEE compatible Spanning Tree protocol Bridge Identifier has priority 32768, address 0003.e334.6640 Configured hello time 2, max age 20, forward delay 15 We are the root of the spanning tree Topology change flag not set, detected flag not set, changes 1 Times: hold 1, topology change 35, notification 2 hello 2, max age 20, forward delay 15 Timers: hello 0, topology change 0, notification 0 Interface Fa0/1 (port 13) in Spanning tree 1 is down Port path cost 19, Port priority 128 Designated root has priority 32768, address 0003.e334.6640 Designated bridge has priority 32768, address 0003.e334.6640 Designated port is 13, path cost 0 Timers: message age 0, forward delay 0, hold 0 BPDU: sent 1, received 0 42

Schritt 2 : Wahl der Root Ports Cost=19 Root Bridge 1/1 1/2 Cat-A Cost=19 1/1 1/1 Cat-B Cat-C 1/2 1/2 Cost=19 Der Root Port eines Switches ist der Port, der der am nächsten zur Root Bridge liegt. STP nutzt die kosten um die Nähe zu bestimmen. Jede non-root Bridge wählt einen Root Port! Die Root Path Cost sind die kumulierten Kosten aller Links zur Root Bridge 43

Schritt 2 : Wahl der Root Ports Cost=19 BPDU Cost=0 Root Bridge BPDU Cost=0 1/1 1/2 Cost=19 Cat-A BPDU Cost=0+19=19 BPDU Cost=0+19=19 1/1 1/1 Cat-B Cat-C 1/2 1/2 Cost=19 Schritt 1 Cat-A sendet BPDUs, die Root Path Cost von 0 enthalten Cat-B empfängt diese BPDUs und fügt die Path Cost von Port 1/1 den erhaltenen Root Path Cost hinzu 44

Schritt 2 : Wahl der Root Ports Cost=19 BPDU Cost=0 Root Bridge BPDU Cost=0 1/1 1/2 Cost=19 Cat-A BPDU Cost=0+19=19 BPDU Cost=0+19=19 1/1 1/1 Cat-B Cat-C 1/2 1/2 Cost=19 Schritt 2 Cat-B addiert Root Path Cost 0 und seine Port 1/1 cost von 19 = 19 45

Schritt 2 : Wahl der Root Ports BPDU BPDU Cost=19 Cost=0 Root Bridge Cost=0 1/1 1/2 Cost=19 BPDU Cost=19 Cat-A BPDU Cost=19 BPDU BPDU BPDU Cost=19 Cost=19 1/1 1/1 Cost=38 (19=19) Cat-B Cat-C 1/2 1/2 BPDU Cost=38 (19=19) Cost=19 Schritt 3 Cat-B nutzt den Wert 19 intern und sendet BPDUs mit Root Path Cost von 19 auf Port 1/2. 46

Schritt 2 : Wahl der Root Ports BPDU BPDU Cost=19 Cost=0 Root Bridge Cost=0 1/1 1/2 Cost=19 BPDU Cost=19 Cat-A BPDU Cost=19 BPDU BPDU BPDU Cost=19 Cost=19 1/1 1/1 Cost=38 (19=19) Cat-B Cat-C 1/2 1/2 BPDU Cost=38 (19=19) Cost=19 Schritt 4 Cat-C empfängt die BPDU von Cat-B und vergrößert die, Root Path Cost auf 38 (19+19). 47

Schritt 2 : Wahl der Root Ports Schritt 5 Cat-B berechnet, dass er die Root Bridge mit Kosten von 19 über Port 1/1 erreicht und mit 38 über Port 1/2. Port 1/1 wird der Root Port für Cat-B. Cat-C führt die gleiche Berechnung durch 48

Ergebnis : Wahl der Root Ports 49

Zusammenfassung: Root- Bestimmung Root-Pfad festlegen Gleiche Pfadkosten? ja Gleiche Priorität der Bridge-ID? ja Gleiche Priorität des Ports? ja nein nein nein Pfad mit geringsten Pfadkosten Pfad mit der höchsten Priorität der Bridge-ID Pfad mit der höchsten Priorität des Ports Pfad mit der kleinsten Nummer des Ports Root-Pfad festlgelegt 50

Schritt 3 : Wahl der Designated Ports Ein Designated Port arbeitet als der Switchport, der Daten von und zur Root Bridge sendet und empfängt Jedes Segment eines bridged Netzwerkes besitzt einen Designated Port, der auf der Basis der cumulative Root Path Cost zur Root Bridge bestimmt wird Der Switch, der den Designated Port besitzt, wird als Designated Bridge des Segmentes bezeichnet 51

Schritt 3 : Wahl der Designated Ports Root Bridge Cost=19 Root Path Cost = 0 Root Path Cost = 0 1/1 1/2 Cat-A Cost=19 Segment 1 Segment 2 Root Path Cost = 19 Root Path Cost = 19 1/1 1/1 Cat-B Root Port Cost=19 Root Port Cat-C 1/2 1/2 Root Path Cost = 19 Root Path Cost = 19 Segment 3 Segment 1: Cat-A:1/1 hat Root Path Cost = 0 und Cat-B:1/1 hat Root Path Cost = 19. Segment 2: Cat-A:1/2 hat Root Path Cost = 0 und Cat-C:1/1 hat Root Path Cost = 19. Segment 3: Cat-B:1/2 hat Root Path Cost = 19 und Cat- C:1/2 hat Root Path Cost = 19. 52

Schritt 3 : Wahl der Designated Ports Cost=19 Root Bridge Root Path Cost = 0 Root Path Cost = 0 1/1 1/2 Cat-A Cost=19 Segment 1 Segment 2 Designated Port Designated Port Root Path Cost = 19 Root Path Cost = 19 Root Port 1/1 1/1 Cat-B Cat-C 1/2 1/2 Segment 3 Cost=19 Root Port Root Path Cost = 19 Root Path Cost = 19 Segment 1 Weil Cat-A:1/1 die geringsten Root Path Cost hat, wird dieser Port Designate Port für Segment 1. Segment 2 Weil Cat-A:1/2 die geringsten Root Path Cost hat, wird dieser Port Designate Port für Segment 2. 53

Schritt 3 : Wahl der Designated Ports Root Bridge Root Path Cost = 0 Root Path Cost = 0 Cost=19 1/1 1/2 Cost=19 Segment 1 Segment 2 Cat-A Designated Port Designated Port Root Path Cost = 19 Root Path Cost = 19 1/1 1/1 Root Port Root Port Cat-B 32,768.CC-CC-CC-CC-CC-CC Cost=19 Cat-C 1/2 32,768.BB-BB-BB-BB-BB-BB 1/2 Root Path Cost = 19 Root Path Cost = 19 Designated PortSegment 3Non-Designated Port 54

STP Portstati 55

Portstati: Zustandsbeschreibung Disabled leitet keine Pakete weiter und nimmt nicht aktiv am STP-Verfahren teil Listening Vorbereitung zur Paketweiterleitung, aber temporär blockiert, um Schleifen zu vermeiden. BPDUs werden übertragen, empfangen und verarbeitet. Learning - Vorbereitung zur Paketweiterleitung, aber temporär blockiert, um Schleifen zu vermeiden. Adressen der Pakete werden gelernt. BPDUs werden übertragen, empfangen und verarbeitet. Forwarding aktive Paketweiterleitung. BPDUs werden übertragen, empfangen und verarbeitet. Blocking keine Paketweiterleitung. BPDUs werden übertragen, empfangen und verarbeitet. 56

STP Portstati Topologieänderungen benötigen Zeit, um im Netz bekannt zu werden, d.h. es existiert eine Verzögerungszeit STP kennt für jeden Switchport fünf unterschiedliche Stati Der Zustand sollte nicht sofort von Inaktiv (Blocking) in aktiv (Forwarding) wechseln, weil dieser Übergang Datenverluste nach sich ziehen kann.. 57

STP Portstati 58

STP Portstati Im blocking state, empfangen Ports nur BPDUs. Datenframes werden verworfen und keine Adressen gelernt Ein Zustandswechsel kann bis zu 20 Sekunden dauern Ports wechseln vom blocked state in den listening state. Switches bestimmen, ob es weitere Pfade zur Root Bridge gibt, Diese werden anhand der Kosten blockiert. Die dauer dieses Zustandes beträgt maximal 15 Sekunden und wird als forward delay bezeichnet. In diesem Zustand werden weder Daten weitergeleitet noch Adressen gelernt. BPDUs werden aber verarbeitet. 59

STP Portstati Ports wechseln als nächsten Schritt vom listening in den learning state. In diesem Zustand werden Daten nicht weitergeleitet aber MAC-Adressen gelernt Dieser Zustand kann ebenfalls bis zu 15 Sekunden dauern BPDUs werden weiterhin verarbeitet 60

STP Portstati Anschließend wechselt der Port vom learning state in den forwarding state. In diesem Zustand werden Daten weitergeleitet und MAC- Adressen gelernt BPDUs werden weiterhin verarbeitet Hinweis Ein Switchport geht nur in den Forwarding state über, wenn keine redundanten Verbindungen entdeckt werden und wenn der Port als Root Port oder Designated Port den besten Pfad zur Root Bridge ermöglicht 61

Spanning-Tree-Timer Max Age : Zeit in Sekunden, die die Rootbridge wartet, bevor sie versucht das Netzwerk zu rekonfigurieren. Hello Time : Zeit in Sekunden zwischen der Übertragung von BPDUs zwischen Bridge und Rootbridge Forward Delay : Zeit in Sekunden, die die Ports einer Bridge im Learning- und Listening-Zustand verbringen. Priority : legt die Priorität des Ports fest. Je kleiner der Wert, desto eher wird ein Port zum Rootport Bridge Identifier : spezifiziert die Priorität einer Bridge. Je kleiner der Wert, desto eher wird eine Bridge zur Rootbridge 62

Zustandswechsel Sobald ein Device mit einem Port verbunden wird, wechselt der Port innerhalb von 15 Sekunden vom Blocking State in den Listening state Läuft der Forward Delay timer ab, geht der Port innerhalb von 15 Sekunden in den Learning state Läuft der Forward Delay timer ein zweites Mal ab, geht der Port in den Forwarding or Blocking state zurück Diese 30 Sekunden Verzögerung können Probleme in Zusammenhang mit DHCP auslösen, wenn eine IP-Adresse angefordert wird, bevor der Port den Forwarding State erreicht 63

Portwechsel Wenn PortFast auf dem Switch oder Trunk aktiviert ist, wechselt der Port sofort in den Forwarding state. Dieses Feature sollte an Ports aktiviert werden an die Hosts und keine weiteren Switches angebunden sind Switch(config-if)# spanning-tree portfast 64

STP Zustandsdiagramm 2 2 Listening 5 3 4 Disabled or Down 1 2 Blocking 4 Learning 7 2 6 4 Forwarding 5 Standard States Cisco Specific States (1) Port enabled or initialized (6) PortFast (2) Port disabled or failed (7) Uplink Fast (3) Port selected as Root or Designated Port (4) Port ceases to be a Root or Designated Port (5) Forwarding timer expires 65

Redundante Pfade und Spanning Tree Aktive (grün) und inaktive Pfade (rot) 66

Redundante Links 67

Redundante Links Port Cat-B:1/2 deaktiviert Cat-C bemerkt, dass ihn keine BPDUs von Cat-B erreichen 20 Sekunden (max age) nach dem Deaktivieren verwirft Cat-C die BPDU, die Cat-B als Verbindung zum DP für Segment 3 vermerkt Dies bedeutet, dass Cat-C:1/2 in den Listing state (15 Sekunden) geht, um DP zu werden. Da Cat-C:1/2 nun den besten Pfad zur Root Bridge anbietet, geht die Verbindung vom Learning State (15 Sekunden), in den Forwarding mode. Der gesamte Vorgang dauert 50 Sekunden (20 max age + 15 Listening + 15 Learning) für Cat-C:1/2 den Ausfall von Cat-B:1/2 auszugleichen Hub 68

Algorhyme by Radia Perlman I think I shall never see A graph more lovely than a tree. First the root must be elected. By ID is is elected. A tree whose crucial property Is loop-free connectivity A tree that must be sure to span So packets can reach every LAN. Least-cost paths from root are traced. In the tree, these paths are placed. A mesh is made by folks like me, Then bridges find a spanning tree. 69