entendendo o spanning tree protoco(STP).pdf

8/12/2019 entendendo o spanning tree protoco(STP).pdf

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Entendendo e Configurando o Spanning Tree Protocol (STP) emSwitches Catalyst

ndice

IntroduoPr-requisitos

Requisitos Componentes Usados Convenes Teoria complementar Diagrama de RedeConceitosDescrio da Tecnologia

Operao STPTarefa Instrues Passo a PassoVerificarSoluo de Problema

O Custo do Caminho de STP Muda Automaticamente Quando uma Velocidade/Duplex de uma Porta Alterada Comandos de Soluo de Problemas Sumrio de Comandos

Introduo

O Spanning Tree Protocol (STP) um protocolo de Camada 2 executado em pontes e switches. A especificao para o STP chamada de IEE802.1D O principal objetivo do STP garantir que voc no crie loops quando tiver caminhos redundantes na rede. Os loops esto inoperantesem uma rede.

Pr-requisitos

Requisitos

No existem requisitos especficos para este documento.

Componentes Usados

Embora este documento use Switches Cisco Catalyst 5500/5000, os princpios de abrangncia de rvore apresentados aplicam-se a quase todos osdispositivos que suportam STP.

Como exemplos, este documento usou:

Um cabo de console adequado para o Supervisor Engine no switch.

Seis switches Catalyst 5509

As informaes apresentadas neste documento foram criadas a partir dos dispositivos em um ambiente de laboratrio especfico. Todos osdispositivos usados neste documento comearam com uma configurao vazia (padro). Se a sua rede estiver ativa, certifique-se de conhecer opossvel impacto de todos os comandos.

Convenes

Consulte Convenes de Dicas Tcnicas da Cisco para obter mais informaes sobre as convenes de documentos.

Teoria complementar

As configuraes neste documento se aplicam aos switches Catalyst 2926G, 2948G, 2980G, 4500/4000, 5500/5000 e 6000 que executam o


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Catalyst OS (CatOS). Consulte estes documentos para obter informaes sobre a configurao de STP em outras plataformas do switch:

Configuring STP and IEEE 802.1s MST (Configurando STP e IEEE 802.1s MST) (switches Catalyst 6500/6000 que executam o CiscoIOS Software)

Understanding and Configuring STP (Entendendo e Configurando STP) (switches Catalyst 4500/4000 que executam o Cisco IOSSoftware)

A seo Configuring STP(Configurando STP) de Configuring the System (Configurando o Sistema) (Switches Catalyst 2900XL/3500XL)

Configuring STP (Configurando STP) (Switches Catalyst 3550)

Configuring STP (Configurando STP) (Switches Catalyst 2950)

Diagrama de Rede

Este documento utiliza esta configurao de rede:

Conceitos

O STP executado em pontes e switches compatveis com 802.1D. Existem diferentes verses de STP, mas a 802.1D a mais popular eamplamente implementada. Implemente o STP em pontes e switches para evitar loops na rede. Use o STP em situaes em que voc deseja linksredundantes, mas no loops. Os links redundantes so to importantes quanto os backups em caso de failover em uma rede. Se o dispositivoprimrio falhar, os links de backup sero ativados para que os usurios possam continuar utilizando a rede. Sem o STP nas pontes e switches, possvel que essa falha termine em um loop. Considere esta rede:

Nessa rede, um link redundante planejado entre o Switch A e o Switch B. Entretanto, essa configurao cria a possibilidade de haver um loopde ponte. Por exemplo, um pacote de broadcast ou multicast que transmite da Estao M e destinado Estao N simplesmente continua acircular entre os dois switches.

Porm, quando o STP executado nos dois switches, a rede logicamente tem a seguinte aparncia:


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Essas informaes se aplicam ao cenrio do Diagrama de Rede:

O switch 15 o switch backbone.

Os switches 12, 13, 14, 16 e 17 so switches que se conectam s estaes de trabalho e aos PCs.

A rede define estas VLANs:

1

200

201

202

203

204

O nome de domnio do VLAN Trunk Protocol (VTP) STD-Doc.

Para fornecer a redundncia de caminho desejada bem como para evitar condies de loop, o STP define uma rvore que se expande por todos osswitches em uma rede estendida. O STP fora certos caminhos de dados redundantes a um estado de espera (bloqueado) e deixa outros caminhosem um estado de encaminhamento. Se um link no estado de encaminhamento ficar indisponvel, o STP reconfigurar a rede e rotear novamenteos caminhos de dados ativando o caminho em standby apropriado.

Descrio da Tecnologia

Com o STP, a chave para todos os switches na rede elegerem uma ponte raiz que se tornar o ponto principal da rede. Todas as demais decisesda rede, como que porta bloquear e que porta colocar no modo de encaminhamento, so feitas da perspectiva dessa ponte-raiz. Um ambientecomutado, que diferente de um ambiente de ponte, muito provavelmente lida com mltiplos VLANs. Quando implementada em uma rede deswitching, a ponte-raiz normalmente chamada de switch-raiz. Cada VLAN deve ter a prpria ponte-raiz, pois cada uma domnio de broadcastseparado. As razes das diferentes VLANs podem residir em um nico switch ou em vrios switches.

Observao: A seleo do switch-raiz de uma VLAN especfica muito importante. Voc pode escolher o switch-raiz ou pode deixar que osswitches decidam, o que arriscado. Pode haver caminhos sub-otimizados na rede, se o processo de seleo raiz no for controlado por voc.

Todas as informaes de intercmbio dos switches a serem usados na seleo do switch-raiz, assim como a configurao subseqente da rede. Asunidades de dados do protocolo da ponte (BPDUs) transportam essas informaes. Cada switch compara os parmetros da BPDU que o switchenvia para um vizinho com os parmetros da BPDU que recebe do vizinho.

No processo de seleo de raiz do STP, menos mais. Se o Switch A anunciar uma ID de raiz que tem um nmero mais baixo que a ID de raizanunciada pelo Switch B, as informaes do Switch A sero melhores. O Switch B pra o anncio da sua ID raiz e aceita do anncio do SwitchA.

Consulte Configuring Optional STP Features (Configurando Recursos de STP Opcionais) para obter mais informaes sobre recursos de STPopcionais, como:

PortFast

Protetor de raiz

Protetor de Loop

protetor de BPDU


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Operao STP

Tarefa

Pr-requisitos

Antes de configurar o STP, selecione um switch para ser a raiz da Spanning Tree. Este switch no precisa ser o mais eficaz, mas selecione oswitch mais centralizado na rede. Todo o fluxo de dados na rede ser da perspectiva deste switch. Alm disso, selecione o switch menosperturbado na rede. Os switches de backbone so muitas vezes selecionados para essa funo, pois, em geral, no tm estaes finais conectadas.Alm disso, as movimentaes e alteraes dentro da rede tm menos probabilidade de afetar esses switches.

Depois de decidir qual switch deve ser o raiz, configure as variveis apropriadas para design-lo como switch-raiz. A nica varivel que precisaser configurada a prioridade da ponte. Se esse switch tiver uma prioridade de ponte menor que todos os outros switches, ele ser selecionadoautomaticamente por outros switches como o switch-raiz.

Clientes (estaes finais) em Portas do Switch

Tambm possvel executar o comando set spantree portfastem uma base por porta. Quando voc habilitar a varivel portfastem uma porta, aporta ser imediatamente comutada do modo de bloqueio para o modo de encaminhamento. A habilitao de portfastajuda voc a evitarexpiraes em clientes que usam Novell Netware ou DHCP para obter um endereo IP. Contudo, importante noutilizar esse comando quandohouver uma conexo switch a switch. Nesse caso, o comando pode resultar em um loop. O atraso de 30 a 60 segundos que ocorre durante atransio do modo de bloqueio para o modo de encaminhamento evita uma condio de loop temporal na rede quando os switches soconectados.

Deixe a maioria das outras variveis STP deve ser deixada com seus valores padro.

Regras de Operao

Esta seo lista as regras para o funcionamento do STP. Quando os switches surgem inicialmente, comeam o processo de seleo do switch-raiz.Cada switch transmite uma BPDU para o switch diretamente conectado a uma base por VLAN.

Conforme a BPDU passa pela rede, cada switch o compara a BPDU que enviou com a que recebeu de seus vizinhos. Os switches entoconcordam sobre qual switch ser o raiz, O switch com a ID de ponte mais baixa na rede ganha esse processo de eleio.

Observao: Lembre-se, haver um switch-raiz identificado por VLAN. Depois da identificao do switch-raiz, os switches seguem estas regras:

Regra de STP 1 Todas as portas do switch-raiz devem estar no modo de encaminhamento.

Observao: Em alguns casos externos, que envolvem portas com loop prprio, existe uma exceo a esta regra.

Em seguida, cada switch determina o melhor caminho para obter a raiz, Os switches determinam este caminho em comparao com asinformaes de todas as BPDUs recebidas por eles em todas as portas. O switch usa a porta com menor quantidade de informaes naBPDU para obter o switch-raiz. A porta com a menor quantidade de informaes na BPDU a porta-raiz. Depois que o switch determinasua porta-raiz, ele segue para a Regra 2.

Regra de STP 2 A porta-raiz deve ser configurada no modo de encaminhamento.

Alm disso, os switches de cada segmento de LAN se comunicam uns com os outros para determinar qual switch o melhor para moverdados do segmento para a ponte-raiz. Esse switch chamado de switch designado.

Regra do STP 3- Em um determinado segmento de LAN, a porta do switch designado que se conecta a esse segmento de LAN deve sercolocada no modo de encaminhamento.

Etapa de STP 3- Todas as portas em todos os switches (especficos de VLAN) devem ser colocadas no modo de bloqueio. A regra seaplica apenas s portas conectadas a outras pontes ou switches. O STP no afeta portas que se conectam a estaes de trabalho ou PCs.Essas portas s continuam encaminhadas.

Observao: A adio ou remoo de VLANs quando o STP executado no modo de Spanning Tree por VLAN (PVST / PVST+) disparao reclculo da Spanning Tree para a instncia da VLAN e o trfego rompido somente para essa VLAN. As outras partes de VLAN de umlink de tronco podem encaminhar o trfego normalmente. A adio ou remoo de VLANs em uma instncia de Multiple Spanning Tree(MST) existente dispara o reclculo da Spanning Tree para a instncia da VLAN e o trfego rompido em todas as partes de VLAN daMST.

Observao: Por padro, as Spanning Trees so executadas em todas as portas. O recurso da Spanning Tree no pode ser desligado nos switchescom base por porta. Embora no seja recomendvel, voc pode desligar o STO em uma base por VLAN ou globalmente, no switch. necessrioter muito cuidado sempre que voc desabilitar uma Spanning Tree, pois ela cria loops de Camada 2 na rede.

Instrues Passo a Passo


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Conclua estas etapas:

Execute o comando show versionpara exibir a verso do software que o switch executa.1.

Observao: Todos os switches esto executando a mesma verso do software.

Switch-15> (enable)show version

WS-C5505 Software, Version McpSW: 4.2(1) NmpSW: 4.2(1)

Copyright (c) 1995-1998 by Cisco Systems

NMP S/W compiled on Sep 8 1998, 10:30:21

MCP S/W compiled on Sep 08 1998, 10:26:29

System Bootstrap Version: 5.1(2)

Hardware Version: 1.0 Model: WS-C5505 Serial #: 066509927

Mod Port Model Serial # Versions

--- ---- ---------- --------- ----------------------------------------

1 0 WS-X5530 008676033 Hw : 2.3

Fw : 5.1(2)

Fw1: 4.4(1)

Sw : 4.2(1)

Nesse cenrio, o Switch 15 a melhor alternativa para o switch-raiz da rede para todas as VLANs, pois o switch de backbone.

Execute o comando set spantree root vlan_idpara definir a prioridade do switch 8192 para a VLAN ou VLANs que o vlan_idespecifica.

2.

Observao: A prioridade padro para switches 32768. Quando voc define a prioridade com este comando, fora a seleo do Switch15 como switch-raiz, porque ele tem a menor prioridade.

Switch-15> (enable)set spantree root 1

VLAN 1 bridge priority set to 8192.

VLAN 1 bridge max aging time set to 20.

VLAN 1 bridge hello time set to 2.

VLAN 1 bridge forward delay set to 15.

Switch is now the root switch for active VLAN 1.

Switch-15> (enable)







Switch-15> (enable)







Switch-15> (enable)







Switch-15>







Switch-15>







Switch-15> (enable)


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A verso mais curta do comando tem o mesmo efeito, como mostra o exemplo:

Switch-15> (enable)set spantree root 1,200-204

VLANs 1,200-204 bridge priority set to 8189.

VLANs 1,200-204 bridge max aging time set to 20.

VLANs 1,200-204 bridge hello time set to 2.

VLANs 1,200-204 bridge forward delay set to 15.

Switch is now the root switch for active VLANs 1,200-204.

Switch-15> (enable)

O comando set spantree priority uma terceira forma de se especificar o switch-raiz.

Switch-15> (enable)set spantree priority 8192 1

Spantree 1 bridge priority set to 8192.

Switch-15> (enable)

Observao:Nesse cenrio, todos os switches comearam com configuraes vazias. Portanto, todos os switches comearam com umaprioridade de ponte de 32768. Se no tiver certeza de que todos os switches da sua rede tm uma prioridade maior que 8192, convmdefinir a prioridade da ponte-raiz desejada como 1.

Execute o comando set spantree portfast mod_num/port_numenablepara definir as configuraes do PortFast nos Switches 12, 13, 14,15, 16 e 17.3.

Observao: Defina essas configuraes apenas em portas que se conectam a estaes de trabalho ou PCs. No habilite o PortFast emnenhuma porta conectada a outro switch.

Este exemplo s configura o Switch 12. Voc pode configurar outros switches da mesma forma. O switch 12 tem estas conexes de porta:

Porta 2/1 conecta-se ao Switch 13.



Porta 3/1 atravs de 3/24 se conecta a PCs.

As portas 4/1 atravs de 4/24 se conectam a estaes de trabalho UNIX

Com base nessas informaes, execute o comando set spantree portfasta seguir nas portas 3/1 a 3/24 e portas 4/1 a 4/24:

Switch-12> (enable)set spantree portfast 3/1-24 enable

Warning: Spantree port fast start should only be enabled on ports connected

to a single host. Connecting hubs, concentrators, switches, bridges, etc. to

a fast start port can cause temporary spanning-tree loops. Use with caution.

Spantree ports 3/1-24 fast start enabled.

Switch-12> (enable)

Switch-12> (enable)set spantree portfast 4/1-24 enable

Warning: Spantree port fast start should only be enabled on ports connected

to a single host. Connecting hubs, concentrators, switches, bridges, etc. to

a fast start port can cause temporary spanning-tree loops. Use with caution.

Spantree ports 4/1-24 fast start enabled.

Switch-12> (enable)

Execute o comando show spantree vlan_idpara verificar se o Switch 15 o raiz de todas as VLANs apropriadas.4.

Na sada desse comando, compare o endereo de MAC do switch-raiz com o endereo de MAC do switch no qual voc executou ocomando. Se os endereos forem correspondentes, o switch em que voc est o switch-raiz da VLAN. Uma porta-raiz que 1/0 tambmindica que voc est no switch-raiz. Este o exemplo do comando :

Switch-15> (enable)show spantree 1

VLAN 1

spanning-tree enabled

spanning-tree type ieee


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Designated Root 00-10-0d-b1-78-00

!---Este o endereo de MAC do switch-raiz para a VLAN 1.

Designated Root Priority 8192

Designated Root Cost 0

Designated Root Port 1/0

Root Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID MAC ADDR 00-10-0d-b1-78-00

Bridge ID Priority 8192

Bridge Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec

Esta sada mostra que o Switch 15 a raiz designada na Spanning Tree para a VLAN 1. O endereo de MAC para o switch-raiz designado00-10-0d-b1-78-00, o mesmo endereo de MAC de ID da ponte do Switch 15. 00-10-0d-b1-78-00. Outro indicador de queeste switch designada raiz que a porta-raiz designada a 1/0.

Nessa sada do Switch 12, o switch reconhece o Switch 15 como Raiz Designadada VLAN 1:

Switch-12> (enable)show spantree 1

VLAN 1

spanning-tree enabled

spanning-tree type IEEEDesignated Root 00-10-0d-b1-78-00

!---Este o endereo de MAC do switch-raiz para a VLAN 1.

Designated Root Priority 8192

Designated Root Cost 19

Designated Root Port 2/3

Root Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID MAC ADDR 00-10-0d-b2-8c-00

Bridge ID Priority 32768

Bridge Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec

Observao: A sada do comando show spantree vlan_idpara os outros switches e VLANs restantes tambm podem indicar que oSwitch 15 a raiz designada de todas as VLANs.

Verificar

Esta seo fornece informaes que voc pode usar para confirmar se a configurao est funcionando corretamente.

A Output Interpreter Tool (clientes registrados somente) (OIT) compatvel com alguns showcomandos. Use a OIT para visualizar uma anlise dasada de comando show.

show spantree vlan_id Mostra o estado atual da Spanning Tree para esta ID de VLAN, da perspectiva do switch no qual vocexecutou o comando.

show spantree summary Fornece um sumrio de portas de Spanning Trees conectadas por VLAN.

Soluo de Problema

Esta seo fornece informaes que podem ser usadas para solucionar problemas da configurao.

O Custo do Caminho de STP Muda Automaticamente Quando uma Velocidade/Duplex de uma Porta Alterada

O STP calcula o custo do caminho com base na velocidade de mdia (largura de banda) dos links entre os switches e o custo de cada porta queencaminha quadros. As Spanning Trees selecionam a porta-raiz com base no custo do caminho. A porta com menor custo de caminho para aponte-raiz se torna a ponte-raiz. A porta-raiz est no estado encaminhamento.

Se uma velocidade/duplex de uma porta alterada, a Spanning Tree recalcula o custo do caminho automaticamente. Uma mudana no custo do

caminho pode alterar a topologia da Spanning Tree.

Consulte a seo Calculating and Assigning Port Costs(Calculando e Atribuindo Custos de Porta) de Configuring Spanning Tree (Configurandorvore de Abrangncia) para obter mais informaes sobre como calcular o custo da porta.

Comandos de Soluo de Problemas


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A Output Interpreter Tool (clientes registrados somente) (OIT) compatvel com alguns showcomandos. Use a OIT para visualizar uma anlise dasada de comando show.

Observao: Consulte Informaes Importantes sobre Comandos de Depurao antes de usar comandos debug.

show spantree vlan_id Mostra o estado atual da Spanning Tree para esta ID de VLAN, da perspectiva do switch no qual vocexecutou o comando.

show spantree summary Fornece um sumrio de portas de Spanning Trees conectadas por VLAN.

show spantree statistics- Mostra informaes estatsticas de extenso de rvore

show spantree backbonefast- Mostra se o recurso Backbone Fast Convergence de abrangncia de rvore est habilitado.

show spantree blockedports Exibe somente o status de portas bloqueadas.

show spantree portstate- Determina o estado atual da Spanning Tree de uma porta de Token Ring em uma Spanning Tree.

show spantree portvlancost Mostra o custo do caminho para as VLANs em uma porta.

show spantree uplinkfast- Mostra as configuraes de UpLinkfast.

Sumrio de Comandos

Sintaxe show version

Como usado neste

documento:show version

Sintaxe set spantree root [vlan_id]

Como usado neste

documento:

set spantree root 1

set spantree root 1,200-204

Sintaxe set spantree priority [vlan_id]

Como usado neste

documento:set spantree priority 8192 1

Sintaxeset spantree portfast mod_num/port_num{enable |disable}

Como usado neste

documento:

set spantree portfast 3/1-24 enable

Sintaxe show spantree [vlan_id]

Como usado neste

documento:show spantree 1

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Data da Gerao do PDF: 23 Maro 2008

http://www.cisco.com/cisco/web/support/BR/8/82/82594_5.html

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