Tilta protokola datu vienības (BPDU = tilta protokola datu vienība), ir datu ziņojumi, kas tiek izmantoti Spinning Tree Protocol (STP) lai kopīgotu informāciju par tīkla topoloģiju starp visiem tīkla slēdžiem.
Raksta beigās jūs atradīsiet nelielu pārbaude kas jums ļaus noteikt šajā lasījumā iegūtās zināšanas
BPDU veidi
Ir trīs BPDU veidi: konfigurācijas BPDU (pazīstams arī kā standarta BPDU), topoloģijas izmaiņu paziņojuma (TCN) BPDU un ātrās aptverošā koka protokola (RSTP) BPDU.
1. BPDU konfigurācija
Šie ir visizplatītākie BPDU, kurus regulāri (pēc noklusējuma ik pēc 2 sekundēm) nosūta visi tīkla slēdži, lai apmainītos ar informāciju par topoloģiju. Konfigurācijas BPDU satur šādu informāciju:
- Saknes tilta ID: Tiek uzskatīts, ka slēdža 8 baitu identifikators ir saknes tilts. Saknes tilts ir STP topoloģijas centrālais slēdzis.
- Sūtītāja tilta ID: 8 baitu identifikators slēdžam, kas nosūtīja BPDU.
- Porta ID: 2 baitu identifikators portam, kas nosūtīja BPDU.
- Ceļa izmaksas: Visu saišu izmaksu summa no slēdža, kas nosūta BPDU uz saknes tiltu.
- Vecums, maksimālais vecums, sveiciena laiks, pārsūtīšanas aizkave: Laika mainīgie, ko izmanto, lai noteiktu BPDU kalpošanas laiku un izplatību.
- Karogi: Tie norāda tīkla stāvokli, piemēram, topoloģijas izmaiņas.
2. Topoloģijas izmaiņu paziņojums (TCN) BPDU
Tie tiek nosūtīti, kad slēdzis konstatē izmaiņas tīkla topoloģijā, piemēram, mainot porta stāvokli (no bloķēta uz pārsūtītu vai otrādi).
Slēdzis, kas nosaka izmaiņas, nosūta a TCN BPDU uz saknes tiltu, kas pēc tam nosūta topoloģijas maiņas apstiprinājumu BPDU uz visiem pārējiem slēdžiem.
3. Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) BPDU
RSTP BPDU ir līdzīgs konfigurācijas BPDU, bet tiek izmantots Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), kas ir sākotnējā STP evolūcija, kas paredzēta ātrākai konverģēšanai. RSTP BPDU ievieš vairākus jaunus laukus un maina dažu esošo lauku lietojumu.
3 veidu BPDU salīdzinošā tabula
BPDU konfigurācija | Paziņojums par topoloģijas izmaiņām (TCN) BPDU | Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) BPDU | |
---|---|---|---|
Primārā izmantošana | Apmainieties ar tīkla topoloģijas informāciju starp slēdžiem un atlasiet Root Bridge. | Paziņojiet citiem slēdžiem par izmaiņām tīkla topoloģijā. | Izmanto RSTP ātrākai tīkla rekonverģencei topoloģijas izmaiņu gadījumā. |
Piegādes biežums | To regulāri (pēc noklusējuma ik pēc 2 sekundēm) nosūta visi tīkla slēdži. | Tas tiek nosūtīts, kad slēdzis konstatē izmaiņas tīkla topoloģijā. | Tas regulāri tiek nosūtīts kā konfigurācijas BPDU, taču ar papildu informāciju un izmaiņām dažu lauku izmantošanā, lai atbalstītu RSTP. |
Iekļautā informācija | Saknes tilta ID, sūtītāja tilta ID, porta ID, ceļa izmaksas, vecums, maksimālais vecums, sveikšanas laiks, pārsūtīšanas aizkave, karogi. | Tajā nav daudz informācijas, galvenokārt “izmaiņu paziņojuma” tipa ziņojums. | Līdzīgi kā konfigurācijas BPDU, bet ar papildu laukiem RSTP atbalstam, piemēram, sūtītāja loma, mācīšanās un pārsūtīšanas stāvokļi utt. |
Apstrādes rezultāts | Slēdži izmanto informāciju, lai atlasītu saknes tiltu, saknes portu un norādītos portus, un bloķētu citus portus, lai novērstu cilpas. | Slēdži reaģē uz topoloģijas izmaiņām, iespējams, izvēloties jaunu saknes tiltu, saknes portu vai norādītos portus un mainot dažu portu stāvokli. | Slēdži var ātri mainīt tīkla topoloģiju, reaģējot uz izmaiņām, tādējādi nodrošinot ātrāku konverģenci. |
Izprotot trīs BPDU veidu salīdzinošo tabulu, ir svarīgi arī izcelt to līdzības un atšķirības:
Līdzības
Visi BPDU tiek izmantoti STP protokolā (Spanning Tree Protocol), lai izvairītos no cilpām Ethernet tīklā un uzturētu veselīgu tīklu.
Trīs BPDU veidi tiek nosūtīti tīklā, lai paziņotu par tīkla topoloģiju un izmaiņām tajā.
Visi tie tiek pārraidīti ar slēdžiem tīklā.
Atšķirības
Konfigurācijas BPDU un RSTP BPDU tiek regulāri sūtīti, lai kopīgotu tīkla topoloģijas informāciju un slēdža statusu, savukārt TCN BPDU tiek nosūtīts tikai tad, ja notiek izmaiņas tīkla topoloģijā.
Konfigurācijas BPDU tiek izmantots pamata STP, savukārt RSTP BPDU tiek izmantots Rapid Spanning Tree Protocol, kas ir progresīvāka un ātrāka STP versija.
RSTP BPDU atšķirībā no konfigurācijas BPDU satur papildu informāciju un maina dažu lauku izmantošanu, lai atbalstītu RSTP funkcijas, piemēram, iespēju pārvietot portus tieši uz pārsūtīšanas stāvokli no nenoteikta stāvokļa, nepārsūtot pārsūtīšanas stāvokli. klausīšanās un mācīšanās, kā tas tiek darīts pamata STP.
TCN BPDU ir ievērojami vienkāršāks nekā pārējie divi, jo tā galvenais mērķis ir vienkārši informēt citus slēdžus par tīkla topoloģijas izmaiņām.
Katram BPDU veidam ir īpašs mērķis un īpašības, kas padara to piemērotu tā lomai Ethernet tīkla topoloģijas pārvaldībā. To atšķirības galvenokārt ir tajos esošās informācijas apjoms un veids, to nosūtīšanas biežums un tas, kā tie ietekmē slēdžu darbību tīklā.
BPDU vispārēja darbība
Darbojošā tīklā katrs slēdzis nosūta BPDU, kas satur identifikāciju, kas, pēc tā domām, ir saknes tilts.
Ja slēdzis saņem BPDU, kas norāda, ka ir saknes tilts ar ID, kas ir zemāks par pašlaik esošo, tas atjauninās savu informāciju un sāks pārsūtīt šo BPDU, nevis savu.
Šis process nodrošina, ka visi slēdži vienojas par to, kurš ir saknes tilts. No turienes viņi izmanto BPDU, lai noteiktu īsāko ceļu uz saknes tiltu, un bloķēs visus portus, kas neatrodas šajā ceļā, lai novērstu tīkla cilpas.
Ir svarīgi saprast, kā Spanning Tree protokols izmanto šīs paketes, lai uzturētu veselīgu un funkcionālu tīklu.
Sakņu tilta izvēle
Process sākas ar Sakņu tilta izvēli. Katrs slēdzis nosūta konfigurācijas BPDU ar savu tilta ID kā saknes tilta ID. Tilta ID sastāv no prioritātes vērtības (2 baiti) un slēdža MAC adreses (6 baiti). Slēdzis ar zemāko tilta ID kļūst par saknes tiltu. Ja prioritāte ir vienāda, saknes tiltu nosaka zemākā MAC adrese.
Saknes portu un norādīto portu izvēle
Kad sakņu tilts ir izveidots, pārējiem slēdžiem ir jānosaka labākais ceļš uz to. Tas tiek darīts, izmantojot saknes portus. Katrs slēdzis, izņemot saknes tiltu, izvēlēsies vienu no saviem portiem kā saknes portu, kas ir ports ar viszemākajām ceļa izmaksām uz saknes tiltu.
Norādītās ostas ir tās, kas atrodas izvēlētajā ceļā, lai sasniegtu saknes tiltu. Norādītie porti ir atbildīgi par BPDU nosūtīšanu lejup pa tīkla hierarhiju, lai citi slēdži varētu atrast ceļu uz saknes tiltu.
Portu un portu lomu bloķēšana RSTP
Porti, kas nav atlasīti kā saknes porti vai norādītie porti, tiek bloķēti, lai novērstu cilpas. Bloķēšanas stāvoklī ports nesūtīs un nesaņems datu trafiku, taču joprojām var saņemt BPDU.
RSTP atšķirībā no tradicionālā STP definē portiem papildu lomas, piemēram, alternatīvo portu un rezerves portu. Šīs lomas nodrošina ātrāku tīkla konverģenci, ja notiek topoloģijas izmaiņas.
Izmaiņas topoloģijā un BPDU
Kad notiek topoloģijas izmaiņas, piemēram, saite nolaižas vai parādās, iesaistītie slēdži sāk sūtīt TCN BPDU uz saknes tiltu. Kad Root Bridge saņem šos BPDU, tas nosūta konfigurācijas BPDU visiem slēdžiem, lai norādītu, ka topoloģijā ir notikušas izmaiņas un ka tiem ir jāatjaunina sava informācija.
Nobeiguma apsvērumi
Ir svarīgi atzīmēt, ka iepriekš sniegtā informācija apraksta protokola Spanning Tree standarta darbību un to, kā tas izmanto BPDU. Tomēr ir vairākas Spanning Tree protokola versijas un varianti (piemēram, RSTP, MSTP, PVST u.c.), kas var atšķirties konkrētās detaļās par to, kā tie izmanto BPDU un citus darbības aspektus.
Kopumā BPDU ir būtiski, lai uzturētu Ethernet tīklu stabilitāti un efektivitāti. Tie nodrošina saziņu un koordināciju starp slēdžiem, lai izvairītos no cilpām, izvēlētos labāko ceļu satiksmei un pielāgotos izmaiņām tīkla topoloģijā.