5.3.1 Роли портов
Выбор активной топологии завершается присвоением протоколом RSTP определенной роли каждому порту. Эти роли следующие:
корневой порт (Root Port);
назначенный порт (Designated Port );
альтернативный порт (Alternate Port);
резервный порт (Backup Port).
Корневой порт – это порт коммутатора, который имеет по сети кратчайшее расстояние (в терминах стоимости пути) до корневого коммутатора.
Рис. 5.8. Корневой порт
Порт является назначенным, если он посылает BPDU с наилучшими параметрами в тот сегмент, к которому подключен.
Рисунок 5.9. Назначенный порт
Роли «корневой порт» и «назначенный порт» включают порт в активную топологию.
В RSTP существуют две дополнительные роли – альтернативный порт (Alternate) и резервный порт (Backup), соответствующие состоянию «Заблокирован» в STP и исключающие порт из активной топологии.
Альтернативный порт предлагает альтернативный основному маршруту путь в направлении корневого моста и может заменить корневой порт в случае выхода его из строя.
Рис. 5.10. Альтернативный порт
Резервный порт предназначен для резервирования пути, предоставляемого назначенным портом в направлении сегментов сети, и не может гарантировать альтернативное подключение к корневому мосту. Резервные порты существуют только в конфигурациях, где есть два или более соединения данного моста с данной сетью (сегментом сети).
Рис. 5.11. Резервный порт
5.3.2. Формат bpdu
Формат кадра BPDU протокола RSTP аналогичен формату BPDU протокола STP за исключением следующего:
Поля версии протокола и типа BPDU RSTP содержат значение 2.
В поле Flag BPDU протокола STP используются только два бита, которые определяют флаги изменения топологии TC и подтверждения TC (TCA). В поле Flag протокола RSTP используются все 8 бит. Бит 1 – флаг изменения топологии (Topology Change), бит 2 – флаг предложения (Proposal), биты 3 и 4 предназначены для кодирования роли порта (Port Role), бит 5 – флаг изучения (Learning), бит 6 – флаг продвижения (Forwarding), бит 7 – флаг соглашения (Agreement), бит 8 – флаг подтверждения TC (Topology Change Acknowledgment).
Кадр BPDU протокола RSTP имеет дополнительное поле Version 1 Length длиной 1 байт. Это поле содержит значение 0000 0000 и показывает, что BPDU не содержит никакой информации протокола STP версии 1.
Рис. 5.12. Формат кадра BPDU протокола RSTP
5.3.3. Быстрый переход в состояние продвижения
Процесс построения связующего дерева у протоколов STP и RSTP одинаков. Однако, при работе RSTP, порт может перейти в состояние продвижения значительно быстрее, т.к. он больше не зависит от настроек таймеров. Протокол RSTP предоставляет механизм предложений и соглашений, который обеспечивает быстрый переход корневых и назначенных портов в состояние Forwarding , а альтернативных и резервных портов в состояние Discarding. Для этого протокол RSTP вводит два новых понятия: граничный порт и тип соединения.
Граничным портом (Edge Port) объявляется порт, непосредственно подключенный к сегменту сети, в котором не могут быть созданы петли. Например, порт подключен к рабочей станции, которая может периодически включаться или выключаться и активизировать механизм уведомления об изменении топологии или чтобы избежать распространения вычислений STP по клиентским сетям, с целью повышения безопасности. Граничный порт мгновенно переходит в состояние продвижения, минуя состояния прослушивания и обучения. Граничный порт теряет свой статус и становится обычным портом связующего дерева в том случае, если получит пакет BPDU.
При работе протокола RSTP назначенный порт может выполнять быстрый переход в состояние продвижения в соединениях типа «точка – точка»(Point-to-Point, P2P), т.е. если он подключен только к одному коммутатору. Порты, удовлетворяющие следующим условиям, автоматически рассматриваются протоколом RSTP как порты Р2Р: - порт принадлежит агрегированному каналу связи; - на порте включена функция автосогласования, и она определила работу в полнодуплексном режиме; - работа в полнодуплексном режиме на порте была настроена вручную администратором сети. Администратор сети может вручную включать или выключать статусы Edge и P2P, либо устанавливать их работу в автоматическом режиме, выполнив соответствующие настройки порта коммутатора.
Рис. 5.13. Граничные порты и порты «точка-точка»