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

32506. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ». 83 KB
  Ключевыми вопросами данной содержательной линии являются: определение информации; измерение информации; хранение информации; передача информации; обработка информации. Проблемы определения и измерения информации Нельзя дать единого универсального определения информации. Но в науке и в практике известны различные подходы к информации и в рамках каждого из них дается определение этого понятия Субъективный подход. При раскрытии понятия информация с точки зрения субъективного бытового человеческого подхода следует отталкиваться...
32507. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРА» 63.5 KB
  Система счисления это определенный способ представления чисел и соответствующие ему правила действия над числами. Римский способ записи чисел является примером непозиционной системы счисления а арабский это позиционная система счисления. Позиционных систем счисления существует множество и отличаются они друг от друга алфавитом множеством используемых цифр. Размер алфавита число цифр называется основанием системы счисления.
32508. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «КОМПЬЮТЕР» 142 KB
  Одна из содержательных линий базового курса информатики линия компьютера. Линия компьютера проходит через весь курс и по двум целевым направлениям: 1 теоретическое изучение устройства принципов функционирования и организации данных в ЭВМ; 2 практическое освоение компьютера; получение навыков применения компьютера для выполнения различных видов работы с информацией. Представление данных в компьютере Информация хранимая в памяти компьютера и предназначенная для обработки называется данными. Для представления всех видов данных в памяти...
32509. МЕТОДИКА ВВЕДЕНИЯ ПОНЯТИЯ АЛГОРИТМИЗАЦИЯ С ПОМОЩЬЮ УЧЕБНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ 134.5 KB
  Основной характеристикой исполнителя с точки зрения управления является система команд исполнителя СКИ. Схема функционирования исполнителя алгоритмов Для выполнения всякой работы решения поставленной задачи исполнитель на входе получает алгоритм и исходные данные а на выходе получаются требуемые результаты. Всякая команда должна быть сформулирована так чтобы определить однозначное действие исполнителя. Работа исполнителя состоит в последовательном выполнении команд алгоритма.
32510. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «ФОРМАЛИЗАЦИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ» 80 KB
  Теория и методика обучения информатики МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: ФОРМАЛИЗАЦИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ. Линия моделирования наряду с линией информации и информационных процессов является теоретической основой базового курса информатики. Тема натуральных моделей затрагивается лишь в самом начале в определением понятия модели и разделением моделей на материальные натурные и информационные. Важнейшим понятием в моделировании является понятие цели.
32511. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: «ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ. ИНТЕРНЕТ» 81.5 KB
  Теория и методика обучения информатики МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ: ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ. Содержание данного подраздела делится на две части по принципу деления компьютерных сетей на два типа: локальные сети; глобальные сети. Локальные сети. Локальные сети в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные структуры объединения компьютеров.
32512. ДИСТАНЦИОННЫЕ ОЛИМПИАДЫ ПО ИНФОРМАТИКЕ 145.5 KB
  Избранные вопросы методики преподавания информатики ДИСТАНЦИОННЫЕ ОЛИМПИАДЫ ПО ИНФОРМАТИКЕ Дистанционные олимпиады по информатике этапы их проведения. Целью проведения компьютерной дистанционной олимпиады по какомулибо предмету школьной подготовки является улучшение преподавания этого предмета. Это улучшение достигается благодаря стимулирование интереса к изучаемому предмету с помощью Интернеттехнологий и использования сравнительного аспекта обучения; внедрение в учебную практику новых и эффективных методов обучения; методической...
32513. ГОРОДСКИЕ ОЛИМПИАДЫ И ПОДГОТОВКА К НИМ 388 KB
  Избранные вопросы методики преподавания информатики ГОРОДСКИЕ ОЛИМПИАДЫ И ПОДГОТОВКА К НИМ Олимпиадная информатика . Олимпиады это тот срез в образовании который проверяет не только владение предметом но и формирует тенденции развития этого предмета определяет требования к школе через этот предмет со стороны общества то есть то что называют социальным запросом. Школьные олимпиады по информатике как по содержанию так и по методике проведения можно считать сформировавшимся явлениям. Олимпиады по информатике Олимпиады...
32514. ШКОЛЬНЫЙ САЙТ 1.04 MB
  Избранные вопросы методики преподавания информатики ШКОЛЬНЫЙ САЙТ Назначение и примерная структура школьного сайта На сайте Школьный сайт http: www. Информационное сопровождение сайта создание рубрик и наполнение их актуальной достоверной информацией должно производиться редакцией в состав которой должны входить как преподаватели так и учащиеся. Группы пользователей регистрация и авторизация Администрирование и информационное сопровождение сайта должно проводиться уполномоченными пользователями администраторами редакторами.; при...