پروتکل STP

آیا شما از جمله مدیرانی هستید که Switch های شبکه تحت نظر خودتان را با چندين کابل ( لینک) به یکدیگر متصل می کنید تا در صورت قطع اتفاقی و یا شل شدن و از جا در آمدن سهوي آنها شبکه همچنان سرپا باشد و مشکلی پیش نیاید ؟ آیا شما هم عقیده دارید استفاده از کابلها و اتصالات متعدد راهکار مناسبی برای رهائی از قطعی شبکه بر اثر یک جابجایی ساده و یا گاهی یک تکان ساده باشد؟

قطعاً این راهکار یک روش استاندارد و حتی علمی بشمار می آید ولی همه مدیران شبکه باید بدانند که اگر هم اکنون بدون بروز مشکل خاصی اقدام به چنین اتصالاتی می کنند ، همه و همه را مديون پروتکل STP هستند پروتکلی که کمتر از آن صحبت می شود و گاهی هم فراموش می شود همانطور که واضح است در صورت عادی با ایجاد چنین اتصالاتی ، گردش بسته های داده (Packet) در حلقه های تکراری می افتند که این خود معذلي است و اگر ما شبکه ای بزرگ داشته باشیم بطور حتم این مشکل باعث مشکلات قابل ملاحظه اي خواهد شد. برای جلوگیری از این پدیده پروتکل STP را ساختند.این پروتکل با کنترل ارتباطات موجود در شبکه و فعال و غیر فعال کردن آنها ، بروز حلقه را غیر ممکن می کند و در عین حال امکان استفاده از لینکهای متعدد را فراهم می آورد البته باید توجه داشته باشیم که STP علی رغم اینکه از بروز حلقه جلوگیری می کند گاهی اوقات باعث طولانی تر شدن مسير بسته ها خواهد شد. در حقیقت STP بر روی هر لینک شبکه یکی از دو حالت مسیر دهی (Forwarding) و بلوکه کردن (Blocking) را اعمال می کند. مثلاٌ مشخص می کند که بسته ها از Switch  شماره 2 می توانند به Switch شماره یک هدایت شوند ولی اگر قصد انتقال به Switch  شماره 3 را داشته باشند بلوکه خواهند شد.

 stpm

نحوه کار STP

این پروتکل دارای الگوریتمی است که طی آن عملیات تصمیم گیری صورت می گیرد تا مشخص شود کدامیک از لینکهای شبکه در حالت Forwarding و کدامیک در حالت Blocking قرار گیرد. این تصمیم گیری براساس چند عامل صورت می پذیرد که مهمترین آنها عبارتند از :

الف ) اگر یک Switch بعنوان سوئیچ اصلی شناسایی شود تمام لینکهای متصل به آن در حالت Forwarding قرار خواهند گرفت.

ب) اگر چندين سوئیچ به سوئیچ x متصل باشند ، سوئیچ x تنها لینکی را در حالت هدایت قرار می دهد که کمترین و کوتاهترین هزینه را تا سوئیچ اصلی دارا باشد.

ج) لینکی از یک Switch که کمترین هزینه را با سوئیچ اصلی دارا است در حالت هدایت قرار خواهد گرفت.

در صورتی که وضعیت لینک در حالتی غیر از موارد فوق باشد ، STP  آن لینک را بلوک خواهد کرد.

نکته قابل ملاحظه در STP این است که این پروتکل نیز مانند اکثر پروتکل های دیگر قابلیت همگرائی دارد. بدین مفهوم که در صورت قطع یک ارتباط و یا ایجاد تغییر در مسیر و جابجائی فیزیکی سوئیچ ها و ارتباطات ، این مسیرها و وضعیتها متعاقباً متناسب با وضعیت فعلی تغییر خواهند کرد.

فرآيند تصميم گيري در STP

اما STP چگونه عملیات تصمیم گیری را انجام می دهد و از کجا می داند که کدام سوئیچ را در اولویت قرار دهد. پروتکل STP با گوش دادن به پیامهای رد و بدل شده میان Switch ها و آنالیز آنها متوجه درجه اهمیت دستگاههای متصل به سوئیچ می شود. بطور معمول همه سوئیچها بعد از اتصال به یکدیگر با پیامهائی که در اصطلاح به آنها Bridg  Protocol  Data Units) BPDU ) گفته می شود به یکدیگر پیام می دهند و ادعا می کنند که من سوئیچ اصلی هستم و همه لینکهای من باید در حالت هدایت قرار بگیرند اما از آنجا که همه سوئیچها به یکدیگر این پیغام را می دهند ، این پیامها توسط خودشان آنالیز می شود و به نتیجه می رسند که کدامیک از لینکها از درجه اهمیت بیشتری نسبت به بقیه برخوردار می باشد.

در پیامهای BPDU شماره Switch به همراه آدرس فیزیکی آن برای بقيه سوئيچها ارسال می شود و هریک از سوئیچها پیامهای BPDU دریافتی را با یکدیگر مقایسه می کند و سوئیچهائي را که دارای شماره و آدرس کوچکتر می باشد را بعنوان کم هزینه ترین و سوئیچ اصلی انتخاب می کنند جالب اینجاست که اگر یکی از سوئیچها بفهمد که مثلاً Switch شماره 3 از بقیه سوئیچهائی که می شناسد بهتر و کم هزینه تر است از آن به بعد تبلیغ Switch شماره 3 را می کند و به سوئیچهای همسایه خود می گوید شماره 3 اصلی است این روند تا آنجا ادامه پیدا می کند که تمامی سوئیچهای شبکه در اصلی بودن یکی از سوئیچها به توافق برسند. در این زمان طبق شرایط ذکر شده تمامی لینکهای آن را در حالت هدایت قرار می دهند و سوئیچهای متصل به آن ، لینک واسط خود با آن را فعال نگه می دارند. حالا بحث بین لینکهای دیگر قرار می گیرد.

هزینه دستیابی این لینکها به سوئیچ اصلی در فرآیند تشخیص Switch اصلی محاسبه شده است و در این لحظه با یک بررسی کلی ، کم هزینه ترین لینکها در حالت Forwarding قرار می گیرند و مابقی بلوکه می شوند قابل ذکر است که هزینه لینکها را می توان بصورت دستی در سوئیچ تعریف کرد ولی بطور استاندارد هزینه لینکهای مختلف بصورت زیر است .

stp

واکنش STP در برابر تغییر توپولوژی شبکه

در حالت پیشفرض در هر 2 ثانیه سوئیچ اصلی با ارسال BPDU به تمام لینکهای خود وضعیت مسیرها و سوئیچها را جویا می شود و به این روش, کل شبکه هزینه های دسترسی خود به Switch اصلی را بروزرسانی می کنند. اگر بعد از گذشت زمان مشخصی ( بصورت پیش فرض 20 ثانیه) پیغامی از لینکی که متصل به سوئیچی می باشد شنیده نشود ، STP با بررسی دوباره تصمیم می گیرد مسیرها را در حالتی قرار دهد که سوئیچ موردنظر را دور بزند تا دسترسی به همه جای شبکه همچنان برقرار باشد و در اصطلاح همگرا می شود ولی اگر قبل از 20 ثانیه پیامی از لینک شنیده شود هیچ تغییری در STP صورت نخواهد پذیرفت.

باید به خاطر داشته باشید که هدف از بکارگیری STP  آن بود که در عین حال که همواره فقط و فقط یک لینک فعال بین دو نود(Node) شبکه وجود داشته باشد ، همیشه مسیری جایگزین برای دسترسی به آنها موجود باشد تا در موارد لزوم بصورت خودکار فعال شود.

2,797
۱۲ دیدگاه
۵ بهمن ۹۲
برچسب ها :

فرزانه تقدیسی

کارشناس ارشد هوش مصنوعی – پس از اتمام دوره Elastix & MCSE & CCNA & CCNP و اخذ مدارک بین المللی در این حوزه مشغول به کار شدم

دیدگاه کاربران