STP Overview STP

path redundancy while preventing undesirable loops in the network. For

a Layer 2 Ethernet network to function properly, only one active path can exist between any two stations. Spanning tree operation is transparent to end stations, which cannot detect whether they are connected to a single LAN segment or a switched LAN of multiple segments.

forward, STP выполняет следующее:
Выбор корневого моста (Root Bridge)
Определение корневых портов

(Root Port)
Определение выделенных портов (Designated Port)

могут только обмениваться ими. Если по каким-то причинам root перестает

отсылать BPDU (high cpu..), остальные будут молчать.
- Root контролирует различные таймеры STP
- Root информирует L2-топологию об изменениях ("Topology Changed")

комбинация из Bridge priority и mac
default priority 32768 ( bridge

priority in increments of 4096)
Bridge ID: 32768-00-11-22-33-44-55

и начинает рассылать BPDU

сравнивается первой
3. Если находится свитч c наименьшей Priority, то процесс

выборов останавливается и он назначается Root
4. Если все Priority одинаковы, то свитчи сравнивают свои mac-адреса. Т.к все они имеют уникальные mac-адреса, то один из них окажется численно наименьшим, и свитч с этим mac будет Root

наиболее быстрый путь к Root Bridge)
Designated Port — назначенный порт

сегмента (каждый коллизионный домен имеет один такой порт)
Non-designated Port — неназначенный порт сегмента (Blocked)

Мбит/с 19
1 Гбит/с 4
2 Гбит/с 3
10 Гбит/с 2

они его видят

every port in the switch, VLAN, or network goes through

the blocking state and the transitory states of listening and learning at power up. If properly configured, each Layer 2 interface stabilizes to the forwarding or blocking state.

in the forwarding state, the following process occurs:
1. The Layer 2

interface is put into the listening state while it waits for protocol information that suggests it should go to the blocking state.

2. The Layer 2 interface waits for the forward delay timer to expire, moves the Layer 2 interface to the learning state, and resets the forward delay timer.

3. In the learning state, the Layer 2 interface continues to block frame forwarding as it learns end station location information for the forwarding database.

4. The Layer 2 interface waits for the forward delay timer to expire and then moves the Layer 2 interface to the forwarding state, where both learning and frame forwarding are enabled.

as follows:

•Discards frames received from the attached segment.

•Discards frames switched

from another interface for forwarding.

•Does not incorporate end station location into its address database. (There is no learning on a blocking Layer 2 interface, so there is no address database update.)

•Receives BPDUs and directs them to the system module.

•Does not transmit BPDUs received from the system module.

•Receives and responds to network management messages.

as follows:

•Discards frames received from the attached segment.

•Discards frames switched

from another interface for forwarding.

•Does not incorporate end station location into its address database. (There is no learning at this point, so there is no address database update.)

•Receives BPDUs and directs them to the system module.

•Receives, processes, and transmits BPDUs received from the system module.

•Receives and responds to network management messages.

as follows:

•Discards frames received from the attached segment.

•Discards frames switched

from another interface for forwarding.

•Incorporates end station location into its address database.

•Receives BPDUs and directs them to the system module.

•Receives, processes, and transmits BPDUs received from the system module.

•Receives and responds to network management messages.

as follows:

•Forwards frames received from the attached segment.

•Forwards frames switched

from another Layer 2 interface for forwarding.

•Incorporates end station location information into its address database.

•Receives BPDUs and directs them to the system module.

•Processes BPDUs received from the system module.

•Receives and responds to network management messages.

received from the attached segment.

•Discards frames switched from another Layer

2 interface for forwarding.

•Does not incorporate end station location into its address database. (There is no learning, so there is no address database update.)

•Does not receive BPDUs.

•Does not receive BPDUs for transmission from the system module.

VLANs.
Because spanning tree is enabled by default, issuing

a show running command to view the resulting configuration will not display the command you entered to enable spanning tree.

compatible Spanning Tree protocol
Bridge Identifier has priority 32768, address

0050.3e8d.6401
Configured hello time 2, max age 20, forward delay 15
Current root has priority 16384, address 0060.704c.7000
Root port is 264 (FastEthernet5/8), cost of root path is 38
Topology change flag not set, detected flag not set
Number of topology changes 0 last change occurred 01:53:48 ago
Times: hold 1, topology change 24, notification 2
hello 2, max age 14, forward delay 10
Timers: hello 0, topology change 0, notification 0

Port 264 (FastEthernet5/8) of VLAN200 is forwarding
Port path cost 19, Port priority 128, Port Identifier 129.9.
Designated root has priority 16384, address 0060.704c.7000
Designated bridge has priority 32768, address 00e0.4fac.b000
Designated port id is 128.2, designated path cost 19
Timers: message age 3, forward delay 0, hold 0
Number of transitions to forwarding state: 1
BPDU: sent 3, received 3417

vlan vlan_ID hello-time hello_time

и сразу же перейти в состояние forwarding. Настраивается на портах

уровня доступа, к которым подключены пользователи или сервера.
Цель функции PortFast минимизировать время, которое необходимо для того чтобы порт перешел в состояние forward. Поэтому она эффективна только когда применена к портам, к которым подключены хосты. Если включить PortFast на портах, которые соединены с другими коммутаторами, то есть риск создания петли. Включение этой функции, так же препятствует возникновению сообщений о изменении состояния порта TCN BPDU (topology change notification Bridge Protocol Data Unit)

в независимости включен ли portfast или нет.
Filtering позволяет избежать передачи

BPDU на порты с включенным portfast режимом.
Применяется на все portfast порты, включается глобально.

portfast [disable | trunk]

Настройка Port Fast на access-интерфейсе:
sw(config)#interface fa0/1

sw(config-if)# spanning-tree portfast

Настройка Port Fast на интерфейсе, который работает в режиме trunk (тегированый порт):
sw(config)#interface fa0/1 sw(config-if)# spanning-tree portfast trunk

Если на интерфейсе, который работает в режиме транка выполнить команду без параметра trunk, то функция Port Fast не будет применена.
Функцию Port Fast можно настроить глобально на всех интерфейсах в режиме access:
sw(config)#spanning-tree portfast default

Отключить Port Fast на интерфейсе:
sw(config-if)# spanning-tree portfast disable

stp топологии.
Uplink-группа это набор портов (в одном vlan), только один

из которых может быть forwarding в момент времени.
Используется только на доступе (access)

Принцип работы:
UplinkFast на свитче C видит проблемы на линке С-А и переводит линк С-В в состояние forwarding,
минуя другие состояния (1-5 секунд)

пакет в mcast группу, один для каждой записи из EARL-таблицы.

EARL-таблица.

EARL-asic создает и обновляет таблицу соответствия mac-port в CAM

Свитчи апдейтят EARL-таблицу и это позволяет использовать новый путь почти мгновенно.

Когда коннект с root-портом восстанавливается, свитч ждет период равный 2 задеркам пересылки + 5 секунд до того
как перевести этот линк в forwarding

чтобы функция работала, необходимо включить её на всех коммутаторах в

сети.
Настройка BackboneFast:
sw(config)# spanning-tree backbonefast

оборудование которое его использует может быть причиной сбоя и быть

причиной создание петли. Для предотвращения подобных сбоев и был создана команда Loop Guard

петель. STP петля возникает когда блокированный порт в избыточной топологии

ошибочно переводится в состояние forwarding(передачи). Это может возникнуть например когда блокированный STP порт перестаёт получать BPDU. Так как работа протокола STP полагается на постоянное присутствие BPDU пакетов в сети.(Designated (назначенный) порт постоянно должен передавать BPDU пакеты а non-designated должен их получать). Как только на порт перестают поступать BPDU STP понимает это как изменение топологии и исчезновение петли и переводит порт в состояние forwarding. В случае использования Loop Guard порт после прекращения получения пакетов BPDU переводится в состояние loop-inconsistent и остаются по прежнему блокированным. А в логах появится следующее сообщение:
• %SPANTREE-2-LOOPGUARD_BLOCK: Loop guard blocking port FastEthernet0/15 on VLAN0037.

1/1 Router(config-if)#spanning-tree guard loop

Чтобы включить Loop guard глобально:
Router(config)#spanning-tree loopguard default

mode
Root bridge for: none
EtherChannel misconfig guard is enabled

Extended system ID is disabled
Portfast Default is disabled
PortFast BPDU Guard Default is disabled
Portfast BPDU Filter Default is disabled
Loopguard Default is enabled
UplinkFast is disabled
BackboneFast is disabled
Pathcost method used is short

когда коммутатор более не получает кадры от соседа. Коммутатор передающий

интерфейс которого не вышел из строя, переводится в состояние err-disable.