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

4998. Выбор двигателя и редуктора для электромеханических систем постоянного тока 304 KB
  Выбор двигателя и редуктора для электромеханических систем постоянного тока Выбор двигателя и редуктора для ЭМС. В следящих системах мощностью несколько сот ватт и выше применяются двигатели постоянного тока независимого возбуждения с регулиро...
4999. Надежность систем автоматического управления 231 KB
  Надежность систем автоматического управления Введение Расчеты надежности автоматизированных систем управления относятся к категории наиболее сложных расчетов. Им должны предшествовать: Уяснение принципа работы и физической сущности явлений элемен...
5000. Рынок: сущность. Противоречия рынка 145.5 KB
  Введение Современная экономика развитых стран носит рыночный характер. Рыночная система оказалась наиболее эффективной и гибкой для решения основных экономических проблем. Она формировалась не одно столетие, приобрела цивилизованные формы, и, по все...
5001. Система учета затрат direct costing и условия ее наиболее эффективного применения на предприятии 130 KB
  Система учета затрат directcosting и условия ее наиболее эффективного применения на предприятии Введение В современной обстановке перехода к рынку, постоянно необходимо проводить анализ деятельности фирмы для принятия управленческих решений. Д...
5002. Правовые и профессионально-этические регуляторы в журналистике 185.5 KB
  Правовые и профессионально-этические регуляторы в журналистике Введение Средства массовой информации и коммуникации часто вызывают полемику в обществе. Вопросы массовых коммуникаций важны потому, что прямо или косвенно оказывают влияние на жизни люд...
5004. Передняя подвеска автомобиля ГАЗ-53А 205.2 KB
  Передняя подвеска автомобиля ГАЗ-53А (L=1450 мм) Введение Перед автомобильной промышленностью в настоящее время стоят задачи, связанные с увеличением выпуска экономичных автомобилей с дизельными двигателями, позволяющих значительно сократить расход ...
5005. Выбор системы автоматического управления сверлильно-расточно-фрезерного станка модели 600V 100 KB
  Выбрать систему автоматического управления сверлильно-расточно-фрезерного станка модели 600V, проспект Стерлитамакского станкостроительного завода прилагается. Список сокращений САУ – система автоматического управления УЧПУ...
5006. Проект геодезического обоснования стереотопографической съемки масштаба 1:5000 302 KB
  Топографические карты, созданные в результате обработки данных топографической съемки, используют в различных областях человеческой деятельности. Без карт невозможна работа по прокладке нефтепроводов и газопроводов, строительству электрост...