در حال بارگذاری...
شناخت پروتکل درخت پوشا؛ مشکل حلقه در شبکه، نحوه کار BPDU، نقش پورت‌ها، مقایسه STP با RSTP و جلوگیری از طوفان پخش.
اهداف این درس
برای اینکه شبکه در برابر خرابی مقاوم باشد، معمولاً لینک‌های اضافه (Redundant) بین سوییچ‌ها می‌سازیم. اما این لینک اضافه در لایه ۲ یک مشکل جدی ایجاد می‌کند: حلقه. STP دقیقاً برای حل همین معما طراحی شده است.
پروتکل لایه ۲ که با ساخت یک درخت بدون حلقه و Blocking پورت‌های اضافی، از طوفان پخش و ناپایداری شبکه جلوگیری می‌کند. استاندارد اولیه آن IEEE 802.1D است.
فریم Broadcast روی پورت اول سوییچ A ارسال و روی پورت دوم برگشت داده می‌شود و این چرخه بی‌نهایت تکرار می‌شود. نتیجه سه مشکل بزرگ است:
اشتباه رایج
تصور نکنید مشکل حلقه فقط مربوط به لینک‌های فیزیکی است؛ اتصال سه سوییچ به شکل مثلث نیز همان حلقه را می‌سازد و STP لازم است.
سوییچ‌ها فریم‌های مخصوصی به نام BPDU را مبادله می‌کنند تا یک درخت بدون حلقه بسازند. مراحل اصلی:
| نقش | وظیفه | داده ارسال می‌کند؟ |
|---|---|---|
| Root Port | بهترین مسیر به Root Bridge | بله |
| Designated Port | پورت مشخص هر لینک | بله |
| Blocked Port | پورت زائد برای جلوگیری از حلقه | خیر |
| Alternate/Backup (RSTP) | آماده‌باش جایگزین | خیر (تا خرابی) |
نسخه بهبودیافته STP (IEEE 802.1w) که با حالت‌های Discarding و نقش‌های Alternate/Backup، همگرایی را از حدود ۵۰ ثانیه به چند ثانیه کاهش می‌دهد.
مقایسه STP و RSTP
| ویژگی | STP (802.1D) | RSTP (802.1w) |
|---|---|---|
| زمان همگرایی | ۳۰ تا ۵۰ ثانیه | ۱ تا ۳ ثانیه |
| حالت‌های پورت | 5 حالت | 3 حالت (Discarding, Learning, Forwarding) |
| نقش‌های جایگزین | ندارد | Alternate و Backup |
| کاربرد | شبکه‌های قدیمی | شبکه‌های مدرن |
نکته آزمون
سوالات STP: حلقه = طوفان پخش، Root Bridge = کمترین Bridge ID، و RSTP = همگرایی سریع. این سه نکته بیشتر سوالات را پوشش می‌دهد.
نکته عملی
در سوییچ‌های مدرن RSTP را پیش‌فرض قرار دهید و برای سوییچ‌هایی که نقش مهمی دارند اولویت Bridge را دستی پایین بگذارید تا به‌عنوان Root Bridge انتخاب شوند.
جمع‌بندی
افزونگی بدون STP یعنی حلقه و طوفان پخش. STP و RSTP با انتخاب ریشه و Blocking پورت‌های زائد، شبکه‌ای مقاوم و بدون حلقه می‌سازند؛ RSTP همان اطمینان را با سرعت بیشتری ارائه می‌دهد.
افزونگی (Redundancy) با دو لینک، نیاز به STP را ایجاد می‌کند.
باید بست (Root Bridge) سوییچی است که پایه درخت می‌شود.
RSTP با حالت‌های اضافه مثل Discarding، همگرایی را سریع می‌کند.
مشکل اصلی وجود حلقه در شبکه لایه ۲ چیست؟
اگر سوییچی حلقه داشته باشد چه اتفاقی می‌افتد؟
فریم‌های Broadcast بین دو سوییچ بی‌نهایت بازتولید می‌شوند (Broadcast Storm)؛ جدول MAC ناپایدار می‌شود و CPU و پهنای باند سوییچ‌ها اشباع می‌شود و شبکه عملاً از کار می‌افتد.
تفاوت اصلی STP و RSTP چیست؟
RSTP نسخه بهبودیافته STP است که با حالت Discarding و نقش جایگزین، همگرایی را از حدود ۵۰ ثانیه به ۱ تا ۳ ثانیه کاهش می‌دهد.
Root Port چگونه انتخاب می‌شود؟
Root Port در هر سوییچ غیر Root، پورتی است که کمترین هزینه مسیر (Path Cost) به Root Bridge را دارد. اگر هزینه‌ها برابر باشد، Bridge ID فرستنده و سپس شماره پورت فرستنده مقایسه می‌شود.