Γενική λειτουργία των BPDU

Σε ένα δίκτυο που λειτουργεί, κάθε μεταγωγέας στέλνει BPDU που περιέχουν την αναγνώριση αυτού που πιστεύει ότι είναι η γέφυρα ρίζας.

Εάν ένας διακόπτης λάβει ένα BPDU που υποδεικνύει ότι υπάρχει μια γέφυρα ρίζας με αναγνωριστικό χαμηλότερο από αυτό που έχει αυτήν τη στιγμή, θα ενημερώσει τις πληροφορίες του και θα αρχίσει να προωθεί αυτό το BPDU αντί για το δικό του.

Αυτή η διαδικασία διασφαλίζει ότι όλοι οι διακόπτες έρχονται σε συμφωνία για το ποια είναι η γέφυρα ρίζας. Από εκεί, χρησιμοποιούν τα BPDU για να καθορίσουν τη συντομότερη διαδρομή προς τη γέφυρα ρίζας και θα αποκλείσουν τυχόν θύρες που δεν βρίσκονται σε αυτήν τη διαδρομή για να αποτρέψουν τους βρόχους δικτύου.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πώς το πρωτόκολλο Spanning Tree χρησιμοποιεί αυτά τα πακέτα για να διατηρήσει ένα υγιές και λειτουργικό δίκτυο.

Επιλέγοντας το Root Bridge

Η διαδικασία ξεκινά με την επιλογή του Root Bridge. Κάθε μεταγωγέας στέλνει ένα Configuration BPDU με το δικό του Bridge ID ως Root Bridge ID. Ένα Bridge ID αποτελείται από μια τιμή προτεραιότητας (2 byte) και τη διεύθυνση MAC του διακόπτη (6 byte). Ο διακόπτης με το χαμηλότερο Bridge ID γίνεται Root Bridge. Σε περίπτωση ισοβαθμίας σε προτεραιότητα, η χαμηλότερη διεύθυνση MAC αποφασίζει το Root Bridge.

Επιλογή θυρών ρίζας και καθορισμένων θυρών

Μόλις δημιουργηθεί το Root Bridge, οι άλλοι διακόπτες πρέπει να καθορίσουν την καλύτερη διαδρομή προς αυτήν. Αυτό γίνεται μέσω των Root Ports. Κάθε μεταγωγέας, εκτός από το Root Bridge, θα επιλέξει μία από τις θύρες του ως Root Port, η οποία είναι η θύρα με το χαμηλότερο κόστος διαδρομής προς το Root Bridge.

Καθορισμένες θύρες είναι αυτές που βρίσκονται στην επιλεγμένη διαδρομή για να φτάσουν στη Γέφυρα Ρίζας. Οι καθορισμένες θύρες είναι υπεύθυνες για την αποστολή των BPDU στην ιεραρχία του δικτύου, έτσι ώστε άλλοι μεταγωγείς να μπορούν να βρουν το δρόμο τους προς τη γέφυρα ρίζας.

Αποκλεισμός θυρών και ρόλων θυρών στο RSTP

Οι θύρες που δεν έχουν επιλεγεί ως θύρες ρίζας ή ως καθορισμένες θύρες αποκλείονται για την αποφυγή βρόχων. Σε κατάσταση αποκλεισμού, μια θύρα δεν στέλνει ή λαμβάνει κίνηση δεδομένων, αλλά μπορεί να λάβει BPDU.

Το RSTP, σε αντίθεση με το παραδοσιακό STP, ορίζει πρόσθετους ρόλους για θύρες, όπως εναλλακτική θύρα και εφεδρική θύρα. Αυτοί οι ρόλοι επιτρέπουν την ταχύτερη επανασύγκλιση του δικτύου εάν προκύψουν αλλαγές στην τοπολογία.

Αλλαγές στην τοπολογία και τα BPDU

Όταν συμβαίνει μια αλλαγή στην τοπολογία, όπως ένας σύνδεσμος που κατεβαίνει ή ανεβαίνει, οι εμπλεκόμενοι διακόπτες αρχίζουν να στέλνουν TCN BPDU προς τη γέφυρα ρίζας. Όταν το Root Bridge λαμβάνει αυτά τα BPDU, στέλνει ένα BPDU ρύθμισης παραμέτρων σε όλους τους διακόπτες για να υποδείξει ότι έχει υπάρξει μια αλλαγή στην τοπολογία και ότι πρέπει να ενημερώσουν τις πληροφορίες τους.

Τελικές εκτιμήσεις

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι παραπάνω λεπτομέρειες περιγράφουν την τυπική συμπεριφορά του πρωτοκόλλου Spanning Tree και τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιεί BPDU. Ωστόσο, υπάρχουν αρκετές εκδόσεις και παραλλαγές του πρωτοκόλλου Spanning Tree (όπως RSTP, MSTP, PVST, κ.λπ.) που μπορεί να διαφέρουν σε συγκεκριμένες λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο χρήσης των BPDU και άλλες πτυχές της λειτουργίας τους.

Γενικά, τα BPDU είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της σταθερότητας και της αποτελεσματικότητας των δικτύων Ethernet. Επιτρέπουν την επικοινωνία και το συντονισμό μεταξύ των μεταγωγέων για την αποφυγή βρόχων, την επιλογή της καλύτερης διαδρομής για την κυκλοφορία και την προσαρμογή στις αλλαγές στην τοπολογία του δικτύου.