Принцип действия

1. В сети выбирается один корневой коммутатор (англ. Root Bridge). – вручную или автоматически (минимальный MAC-адрес по пакетам BPDU).

2. Далее каждый, отличный от корневого, коммутатор просчитывает кратчайший путь к корневому (чем больше скорость, тем короче). Соответствующий порт называется корневым портом (англ. Root Port). У любого не корневого коммутатора может быть только один корневой порт.

3. После этого для каждого сегмента сети просчитывается кратчайший путь к корневому порту. Мост, через который проходит этот путь, становится назначенным для этой сети (англ. Designated Bridge). Непосредственно подключенный к сети порт моста — назначенным портом.

4. Далее на всех мостах блокируются все порты, не являющиеся корневыми и назначенными. В итоге получается древовидная структура (математический граф) с вершиной в виде корневого коммутатора.

Таблица. Зависимость пути от скорости

Скорость, Мбит/с STP Cost

4 5 000 000

10 2 000 000

16 1 250 000

100 200 000

1000 20 000

2000 10 000

10000 2 000

Корневой порт ищется на каждом КОММУТАТОРЕ, назначенный – на каждом СЕГМЕНТЕ.

11. Виртуальные локальные сети (vlan)

Агрегирование каналов - объединение нескольких физических каналов в один логический. Повышает пропускную способность и надежность сети. Образуется с помощью двух соседних коммутаторов.

Виртуальная локальная сеть (Virtual LAN, VLAN) – группа узлов сети, трафик которой (в т. ч. широковещательный) на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети.

 IEEE 802.1q - этот стандарт помечает тот или иной фрейм, который «привязан» к какому-то VLAN тэгированием. Тэгирование - это функция коммутатора (или любого другого устройства, которое «понимает» VLAN ), которая вставляет в кадр ethernet некий тэг, состоящий из 4 байт. Процедура тэгирования не меняет данные заголовка, таким образом, оборудование, которое не поддерживает технологию VLAN, может без проблем передавать такой фрейм дальше по сети, сохраняя тэг.

• TPID (Tag Protocol Identifier) – идентификатор протокола тегирования (16 бит). Для 802.1q 0x8100

• Priority – приоритет кадра (3 бита)

• CFI (Canonical Format Indicator) – индикатор канонического формата MAC-адреса (1 бит), используется для обеспечения совместимости между сетями Ethernet и Token ring

• VLAN identifier (VID) – идентификатор виртуальной сети (12 бит: от 0 до 4095)

Каждый VLAN ведет себя как отдельный изолированный коммутатор и передача кадров между ними средствами канального уровня невозможна.

VLAN могут охватывать несколько коммутаторов. Их (коммутаторы) соединяют специальные логические каналы – транки.

Виртуальные локальные сети бывают статическими и динамическими. В статических VLAN группировка узлов происходит по портам коммутаторов. Каждому порту ставится в соответствие номер VLAN. Все кадры приходящие на соответствующийз порт помечаются идентификатором. Основным отличием динамических VLAN от статических является то, что группировка узлов происходит по MAC-адресам.

VLAN Trunking Protocol (VTP) обеспечивает автоматическую актуализацию информации во всех коммутаторах VTP-домена (т.е. отменяет необходимость создания / переименования / удаления VLAN на каждом коммутаторе). VTP работает только по транковым портам и имеет 3 режима работы: сервер, клиент и прозрачный. VLAN Pruning позволяет исключить ненужные VLAN из транков.

12. Internet Protocol

Internet Protocol или IP (англ. internet protocol — межсетевой протокол) — маршрутизируемый сетевой протокол, протокол сетевого уровня семейства TCP/IP.

Протокол IP используется для негарантированной доставки данных, разделяемых на так называемые пакеты от одного узла сети к другому. Это означает, что на уровне этого протокола (третий уровень сетевой модели OSI) не даётся гарантий надёжной доставки пакета до адресата. В частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (когда приходят две копии одного пакета; в реальности это бывает крайне редко), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прибыть вовсе. Гарантию безошибочной доставки пакетов дают протоколы более высокого (транспортного уровня) сетевой модели OSI — например, TCP — которые используют IP в качестве транспорта.