11. PVST

PVST - Per-VLAN Spanning Tree

STP и VLAN

STP блокирует коммутацию на порту без учета информации о VLAN. Остовное дерево в 802.1D строится по всей физической топологии, а не по отдельным логическим доменам
Есть вероятность блокировки коммутации там, где физически петля существует, но логически ее нет (равно как и последствий петли)

Уникальность Bridge ID

802.1D предполагает наличие только одного дерева
Другие протоколы строят несколько деревьев одновременно
- MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) - 802.1s, вошел в состав 802.1Q-2005
- Семейство PVST: Cisco, Force10, Alcatel-Lucent, Extreme, Avaya, Brocade, Juniper
Каждый коммутатор в дереве должен иметь уникальный Bridge ID
- Метки принадлежности BPDU к определенному дереву в общем случае недостаточно для определения петли в дереве
- Одному коммутатору приходится иметь несколько Bridge ID

PVST/PVST+/PVRST

PVST - проприетарный протокол Cisco на основе 802.1D-1990 c поддержкой VLAN и механизмами ускорения работы (STP Toolkit). Поддерживает только транки ISL
PVST+ - PVST с поддержкой транков 802.1Q
PVRST - проприетарный протокол Cisco на основе 802.1w. Строит дерево не на основе физической топологии, а по VLAN
PVRST+ - PVRST c поддержкой транков 802.1Q

Extended System ID

В реальных сетях размер поля Bridge Priority в 16 бит излишен
Для получения множества Bridge ID под хранение идентификатора дерева "заимствуется" 12 бит от поля приоритета
Схема называется Extended System ID

BPDU в протоколах семейства PVST

В протоколах семейства PVST строится одно дерево за каждый VLAN

Много VLAN - много BPDU в транке
Необходимо сверять дерево отправителя с деревом получателя
- На метку или Extended System ID ориентироваться нельзя, приходится добавлять TLV (Type Length Value)
Формат BPDU модифицирован
- Для не-PVST коммутаторов необходим "ванильный" CST
- В Cisco CST включен принудительно, используется дерево VLAN 1

MAC-адрес получателя - 01:00:0C:CC:CC:CD
Инкапсуляция LLC+SNAP; Organization Code: 0x00000C; PID: 0x010B
Помечаются 802.1Q (кроме Native VLAN), PRI: Network Control
Добавляется TLV Originating VLAN (T=0x0000, L=2 байта)

Настройки по умолчанию

Spanning Tree работает на всех VLAN и на всех портах
- Начиная с IOS 15.2(4)E режим по умолчанию - RPVST+
- До этого по умолчанию использовался PVST+
Таймеры
- Hello Time: 2 секунды
- Forward Delay: 15 секунд
- Max Age: 20 секунд
Метод вычисления стоимостей интерфейсов - 802.1D-1998
Extended System ID равен номеру VLAN

Switch(config)#spanning-tree mode ?
  mst         Multiple spanning tree mode
  pvst        Per-Vlan spanning tree mode
  rapid-pvst  Per-Vlan rapid spanning tree mode

Установка Bridge Priority

Задается десятичное значение, состоящее из:
- Старших 4 бит приоритета
- Нулевых 12 бит Extended System ID
16 возможных вариантов, в том числе:
- 32768 - значение по умолчанию
- 24576 - рекомендуемое значение для корневого коммутатора
- 28672 - рекомендуемое значение для резервного корневого коммутатора

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 1024
% Bridge Priority must be in increments of 4096.
% Allowed values are: 
  0     4096  8192  12288 16384 20480 24576 28672
  32768 36864 40960 45056 49152 53248 57344 61440

Макросы Root Primary и Secondary

Макрос spanning tree vlan <#> root primary позволяет выставить коммутатору такой приоритет, который сделает бридж корневым
- Если root priority - 32768, то выставляется приоритет 24576
- Если другой, то выставляется приоритет такой же или на 4096 меньше

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root primary

Макрос spanning tree vlan <#> root secondary позволяет выставить коммутатору приоритет 28672, делая его резервным
- Если корневой коммутатор получил свой приоритет с помощью макроса, а на других коммутаторах приоритет не настраивался, то при отказе текущего корня "резервный" коммутатор будет иметь самый маленький приоритет
- Гарантии становления корнем после отказа текущего этот макрос не дает

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root secondary

Настройка Port Priority

Исторически Port ID состоял из двух однобайтовых полей:

С появлением многопортовых коммутаторов баланс изменился. На разных моделях комммутаторов он стал разным

Switch(config)#int gi0/0     
Switch(config-if)#spanning-tree port-priority ?
  <0-224>  port priority in increments of 32

Приоритет может быть настроен за каждый конкретный VLAN

Switch(config-if)#spanning-tree vlan 100 port-priority ?
  <0-224>  port priority in increments of 32

Настройка Port Cost

Назначение стоимости порта во всех деревьях

Switch(config)#int e0/0
Switch(config-if)#spanning-tree cost ?
  <1-200000000>  port path cost

Назначение стоимости порта в отдельно взятом дереве

Switch(config-if)#spanning-tree vlan 100 cost ?
  <1-200000000>  Change an interface's per VLAN spanning tree path cost

Настройка метода вычисления стоимости портов (по умолчанию short):
- Short: 802.1D-1998 (100/19/4/2)
- Long: 802.1D-2004 (20Tb/скорость интерфейса)

Switch(config)#spanning-tree pathcost method ?
  long   Use 32 bit based values for default port path costs
  short  Use 16 bit based values for default port path costs

Диагностика STP

Заказывается диагностика за отдельное дерево

Switch#show spanning-tree vlan 1

VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     5000.0001.0000
             This bridge is the root
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     5000.0001.0000
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  300 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Gi0/0               Desg FWD 4         128.1    Shr 
Gi0/1               Desg FWD 4         128.2    Shr 
Gi0/2               Desg FWD 4         128.3    Shr 
Gi0/3               Desg FWD 4         128.4    Shr

Previous10. RSTP Next12. MST

Last updated 5 years ago