67472

Функционирование мостов и коммутаторов на основе протокола канального уровня STP стека протоколов TCP/IP

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изучение основных принципов работы мостов и коммутаторов в сетях ЭВМ на основе протокола STP. Получение знаний по принципам построения и алгоритмам функционирования мостов и коммутаторов в сетях ЭВМ и навыков по устранению активных петель в сети при помощи протокола STP.

Русский

2014-09-10

119.5 KB

1 чел.

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Марийский Государственный Технический Университет

Факультет Информатики и Вычислительной Техники

Лабораторная работа №5

Функционирование мостов и коммутаторов на основе протокола канального уровня STP стека протоколов TCP/IP

Вариант №12

                                                                           Выполнил: ст. гр. ВМ-41

                         Сафиуллин Н. Ш.

                                                                           Проверил: преподаватель

                                                                                              Васяева Е. С.

г.Йошкар – Ола,

2009г.

  1.  Цель работы

Изучение основных принципов работы мостов и коммутаторов в сетях ЭВМ на основе протокола STP. Получение знаний по принципам построения и алгоритмам функционирования мостов и коммутаторов в сетях ЭВМ и навыков по устранению активных петель в сети при помощи протокола STP.

Задание

  1.  Изучить структуру и алгоритмы работы мостов в сетях ЭВМ.
  2.  Изучить структуру и алгоритмы работы коммутаторов в сетях ЭВМ.
  3.  Изучить алгоритм устранения активных петель в сетях ЭВМ при помощи протокола канального уровня STP.
  4.  Пользуясь алгоритмом устранения активных петель, скорректировать заданную сеть для случаев: а) устранения активных петель; б) обрыва линии связи между узлами сети.


  1.  Исходные данные

Коммутаторы

Идентификатор коммутатора IDk

Стоимость портов коммутатора Sп

А

7500

25

Б

7000

10

В

5000

40

Г

4000

30

Линия обрыва №2.

Рис.  Граф сети


  1.  Граф-схема алгоритма устранения активных петель в сетях ЭВМ

Шаг 1.

Шаг 2.


  1.  Иллюстрации, отражающие этапы работы протокола STP, форматы служебных сообщений

Проиллюстрируем процесс выбора корневого коммутатора по протоколу STP форматами служебных сообщений (BPDU-пакетов).

Сообщение, посылаемое на порт 1 коммутатором А:

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

7500

0

7500

1

0

XX

XX

XX

Сообщение, посылаемое на порт 2 коммутатором А:

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

7500

0

7500

2

0

XX

XX

XX

Сообщение, посылаемое на порт 2 коммутатором Б, после приема сообщения от А (идентификатор Б меньше корневого, он начинает посылать свой пакет):

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

7000

0

7000

2

0

XX

XX

XX

Сообщение, посылаемое на порт 1 коммутатором Г, после приема сообщения от А

(идентификатор Г меньше корневого, он посылает свой пакет):

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. Возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

4000

0

4000

1

0

XX

XX

XX

Сообщение, посылаемое на порт 1 коммутатором В, после приема сообщения от Г

(идентификатор В больше корневого, он посылает пакет у Г):

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

4000

0

4000

1

0

XX

XX

XX

Сообщение, посылаемое на порт 1 коммутатором Б, после приема сообщения от В:

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

4000

0

4000

1

0

XX

XX

XX

Сообщение, посылаемое на порт 2 коммутатором А, после приема сообщения от Б:

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

4000

0

4000

2

0

XX

XX

XX

После соревнования корневым коммутатором становится коммутатор Г.

Выбранный корневой коммутатор Г рассылает на оба порта пакеты BPDU следующего формата:

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

4000

0

4000

1

0

XX

XX

XX

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

4000

0

4000

2

0

XX

XX

XX

Коммутаторы А и В, получив эти пакеты на порт 1 и 2 соответственно, которые становятся корневыми, увеличивают стоимость пути до корня на свою стоимость портов и рассылают пакеты дальше.

Коммутатор А пошлет пакет на порт 1:

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

4000

25

7500

1

0

XX

XX

XX

Коммутатор Г пошлет пакет на порт 2:

ИД прото-кола

Версия

Тип сообще-ния

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимость пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

0

1

4000

40

5000

1

0

XX

XX

XX

Коммутатор Б примет BPDU-пакет на порты 1 и 2. Коммутатор Б назначит корневым портом порт 2 с меньшей стоимостью пути до корня, порт 1 при этом окажется назначенным. Порт 1 коммутатора В становится блокированным для исключения петли.

У корневого коммутатора все порты являются назначенными.

Рис.  Процедура выбора корневых, назначенных и блокированных портов

Рис.  Итоговый граф сети

При обрыве линии связи между коммутаторами Б и В ничего не случится, так как эта линия не используется. Коммутатор Б по-прежнему будут получать пакеты от корневого коммутатора на корневой порт 2, аналогично коммутатор В будет получать пакеты от корневого коммутатора на свой корневой порт 2.

Если бы потребовалась реконфигурация, то коммутатор, не получивший на корневой порт пакета BPDU  активизирует процесс реконфигурации, рассылая на все порты BPDU-пакеты следующего формата:

ИД прото-кола

Вер-сия

Тип сооб-щения

Флаги

Корне-вой ИД

Стоимо-сть пути до корня

ИД комму-татора

ИД порта

Возраст сообще-ния

Макс. возраст

Время привет-ствия

Задержка пере-хода

0

0

80h

100000001b

4000

0

(ИД)

1 (2)

0

XX

XX

XX

Затем снова производится процедура выбора корневого коммутатора, корневых, назначенных и блокированных портов, а также снова заполняются адресные таблицы. Передача данных при этом не ведётся во избежание образование временных петель.

Рис.  Процедура выбора корневых, назначенных и блокированных портов

Рис.  Итоговый граф сети после обрыва линии между коммутаторами Б и В


  1.  Выводы

В результате работы протокола STP сеть была сконфигурирована оптимальным образом, благодаря устранению активных петель. Был блокирован неоптимальный путь между коммутаторами Б и В. После обрыва линии связи между коммутаторами протокол STP позволил бы переконфигурировать сеть в виде последовательного соединения коммутаторов , т.о. восстановив ее работоспособность.

К недостаткам протокола STP стоит отнести следующее:

  1.  Передаются BDPU-пакеты, загрязняющие сеть.
  2.  В момент реконфигурации сеть не работает.
  3.  Увеличивается стоимость сети за счет повышенной стоимости.

Ретранслируя кадры, каждый коммутатор определяет, не меньше ли его идентификатор, чем указанный в кадре. Если нет, то он ретранслирует чужие пакеты. При завершении процедуры выбора корневого коммутатора (коммутатор получил свой же BPDU-пакет) каждый коммутатор находит свой корневой порт – порт, у которого стоимость до корня оказалось меньше, чем у других портов. У корневого коммутатора все порты становятся назначенными. Петли исчезают благодаря блокировке.


А

Г

В

Б

4

3

1

2

Алгоритм устранения активных петель

1

Коммутатор получил BPDU пакет?

2

Нет

Да

Пришёл собственный BPDU пакет?

Нет

Да

Широковещательная рассылка BPDU пакета со своими значениями “ИД коммутатора” и “Корневой ИД”

“Корневой ИД”  пакета больше собственного?

Да

Нет

2

Широковещательная рассылка полученного BPDU пакета

1

Этот коммутатор становится корневым, состязание заканчивается

Перевод коммутатором с наибольшей стоимостью пути до корня этого порта в блокированное состояние

Нет

Да

Обошли все коммутаторы?

Корневой коммутатор отправляет BPDU пакеты (поля “Стоимость пути до корня” установлены в 0)

Добавление своей стоимости к значению поля полученного пакета и рассылка этого пакета дальше

Завершение алгоритма

А

Г

В

Б

Корневой коммутатор

25

IDк = 7500

Sп = 25

40

0

0

IDк = 4000

Sп = 30

IDк = 5000

Sп = 40

IDк = 7000

Sп = 10

2

2

1

1

1

2

2

1

А

Г

В

Б

орневой коммутатор

2 - корневой

2 - назначенный

1 – назначенный

1 - назначенный

2 - корневой

2 - назначенный

1- блокированный

1 - корневой

А

Г

В

Б

Корневой коммутатор

2 - корневой

2 - назначенный

1 – назначенный

1 - назначенный

2 - корневой

2 -  назначенный

1 - блокированный

1 -корневой


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15504. Гетьман Іван Мазепа 15.69 KB
  І. Мазепа увійшов у політичне життя України в тяжку для неї годину. Яскравим свідченням цього є укладення ним з Росією Коломацьких Статей 1687 р.. Вони значно обмежували і навіть де в чому ліквідовували самостійну економічну соціальну та зовнішню політику Гетьманщини....
15505. Гетьман Петро Дорошенко 14.78 KB
  Петро Дорошенко обраний гетьманом 1665 р. був яскравим представником національнопатріотичних сил котрі намагалися зупинити руйнівні тенденції в суспільстві обєднати українські землі в єдину соборну державу. Його діяльність розпочиналася в дуже несприятливій внутр...
15506. Городельська унія 12.44 KB
  Городе́льська унія 1413 угода між польським королем Владиславом ІІ Ягайлом та великим князем литовським Вітовтом укладена 2 жовтня 1413 року у місті Городлі на річці Західний Буг. Рішення угоди заперечуючи положення Кревської унії 1385 р. підтверджували існування Вели...
15507. Громадівський рух 23.27 KB
  Наприкінці 50х років XIX ст. в умовах лібералізації царського режиму відбувається відродження українського національного руху. Одним з центрів відродження стала столиця Російської імперії Петербург де мешкало чимало українців і куди після відбуття покарань дозволили по
15508. Два собори в Бересті 1596 27.26 KB
  Бересте́йська у́нія пол. Unia brzeska англ. Union of Brześć біл. Берасьцейская унія рос. Брестская уния рішення Київської митрополії Руської православної церкви на території Речі Посполитої розірвати стосунки з Константинопольським патріархатом та об'єднатися з Апостольськ
15509. Держава Романовичів у 13-14 столітті 14.27 KB
  По смерті короля Данила Романовича ГалицькоВолинська держава незважаючи на деяку внутрішню децентралізацію в останній третині XIII ст. залишалася єдиною ще майже століття. З самого початку її формально очолював Василько Романович 1264 1269 котрого решта князів шанувала я
15510. Етапи становлення Київської Русі 13.37 KB
  В історії Київської держави можна виділити такі основні періоди: 1 882-972рр. від початку правління князя Олега до смерті князя Святослава період швидкого зростання Київської Русі За цей час було створено величезне господарське й політичне об'єднання. Князь Олег підк
15511. Создания территориальных условий, рационального использования и охраны земель при отводе земельного участка 36.39 KB
  Территориальное землеустройство это комплекс мероприятий по образованию новых упорядочивание и изменению существующих землевладений и землепользовании специальных фондов земель установлению границ и режим использования земель адмистративнотерритори
15512. Енеоліт на території України 13.19 KB
  Енеоліт на території України Наприкінці V на початку IV тис. до н.е. деякі племінні групи які жили на території України освоїли мідь усвідомивши її переваги перед традиційними матеріалами. Поява металевих виробів що мали сталі форми ознаменувала початок нової перехі