Skip to main content

5.8 Riešenie redundancie s STP a RSTP

Už vieme, čo je to redundancia v sieti. Aby sme ju mohli dosiahnuť, potrebujeme mať aktívny protokol, ktorý umožňuje mať zapojené viaceré káble bez toho, aby vznikla slučka.

Protokol RSTP

Túto úlohu plní protokol STP (Spanning Tree Protocol). Pôvodná verzia s týmto označením je zastaraná a reaguje príliš pomaly - sieť môže konvergovať až 50 sekúnd. Vhodnejší je novší protokol RSTP (Rapid STP), ktorý konverguje v priebehu milisekúnd a na zariadeniach MikroTik je v predvolenom stave zapnutý na každom premostení.

Komunikácia prepínačov s (R)STP sa deje BPDU rámcami, tie sú adresované na špeciálnu MAC adresu 01:80:C2:00:00:00.

Root Bridge

V oboch prípadoch sa jeden z prepínačov stane takzvaným Root Bridge - môžeme ho pokladať za „hlavný prepínač“ z hľadiska STP protokolu. Znamená to však len toľko, že sa stane referenčným bodom pre určovanie vzdialenosti.

Hlavným prepínačom sa stane ten, ktorý má najnižší identifikátor Bridge ID. Ten je 64-bitový a v šestnástkovej sústave ho možno vyjadriť v tvare 0xP000.MM:MM:MM:MM:MM:MM, kde P je priorita (0 až F) a M vyjadruje MAC adresu. V predvolenom stave je priorita v strede rozsahu na hodnote 8, resp. 0x8000 - pokiaľ necháme všetky prepínače s týmto nastavením, hlavnú rolu získa prepínač s najnižšou MAC adresou.

V skutočnosti nemusí byť priorita v tvare 0xP000, ale je to odporúčané z dôvodu kompatibility.

Role portov

Každý ďalší prepínač bude mať porty troch rolí:

  • root port: práve jeden port, ktorým vedia najlepšia cesta k root prepínaču;
  • alternate port: každý port, ktorým potenciálne tiež vedie cesta k root prepínaču, ide o zálohu root portu;
  • designated port: každý port, ktorým nevedie žiadna cesta k root prepínaču (vedie smerom preč od root);
  • backup port: každý port, ktorým vedie cesta do rovnakého prepínača, ako cez niektorý designated port, ide o zálohu designated portu.

Na všetkých záložných portoch (v roli alternate a backup) je neaktívne preposielanie rámcov. Treba si uvedomiť, že pokiaľ je kábel pripojený do portu označeného ako alternate, tak ten istý kábel je z druhej strany označený ako designated. Preposielanie údajov sa však vyraďuje vždy len z jednej strany, aby mohlo byť jednostranne obnovené pri strate spojenia na root porte.

Protokoly (R)STP, na rozdiel od smerovacích protokolov 3. vrstvy, nerieši cieľ (a ani zdroj) každého rámca individuálne, ale deaktivuje konkrétne porty pre všetkých.

Okrem toho RSTP rozlišuje edge porty - sú to tie designated porty, ku ktorým nie je pripojený žiadny ďalší prepínač, ale koncové zariadenie, teda môžeme ich nazvať aj koncové porty. Neprebieha tam komunikácia protokolom RSTP.

Cena trasy

Najlepšia cesta k root prepínaču nemusí byť nutne najkratšia, záleží od ceny trasy (Path Cost alebo Port Cost). Vo všeobecnosti sa odporúča nastaviť nižšiu cenu rýchlejšej linke.

Konkrétne hodnoty sa postupom času menili a líšia sa aj medzi výrobcami, či modelmi! Odporúčané hodnoty ceny pre novšie implementácie RSTP (takzvaný „dlhý režim“ - long mode) by mali byť vypočítané výrazom (20 Tb/s / rýchlosť), teda:

  • 200 000 pre 100 Mb/s;
  • 20 000 pre 1 Gb/s;
  • 8 000 pre 2,5 Gb/s;
  • 4 000 pre 5 Gb/s;
  • 2 000 pre 10 Gb/s;
  • 800 pre 25 Gb/s;
  • 500 pre 40 Gb/s;
  • 400 pre 50 Gb/s;
  • 200 pre 100 Gb/s.

Staršie implementácie STP používajú „krátky režim“ cien - short mode, ktorý dnes už nevyhovuje:

  • 19 pre 100 Mb/s;
  • 4 pre 1 Gb/s;
  • 2 pre 10 Gb/s.

Najlepšia cesta k root prepínaču z pohľadu (R)STP nemusí byť najlepšou aj v realite. Môže byť výhodné zmeniť root prepínač (obvykle je výhodné, aby ním bol centrálny prepínač, bežiaci non-stop) a prípadne aj ceny portov.

Konfigurácia v MikroTik RouterOS

V MikroTik RouterOS (teda na prepínačoch CRS a na smerovačoch) je predvolený protokol RSTP možné ľahko vypnúť alebo zmeniť na iný protokol:

  • Voľbu protokolu je možné vykonať v nastaveniach premostenia Bridge → Bridge, na konkrétnom premostení záložka STP: okrem RSTP môžeme zvoliť aj starý STP, či novší MSTP s podporou VLAN.

bridge-stp.webp

  • Informácie o tom, ktorý prepínač tejto siete je Root Bridge a ktorý port je Root Port, nájdeme na záložke Status.

bridge-status.webp

  • Stavy jednotlivých portov nájdeme v tabuľke so zoznamom portov v Bridge → Ports (atribút Role, prípadne aj Edge Port).
  • Cez vlastnosti konkrétneho portu môžeme na záložke STP voliť hodnotu Edge - v predvolenom stave je nastavená na „auto“, no na výber máme:
    • no: na porte bude hľadať prepínač s RSTP a nespustí sa bežná komunikácia, kým sa nenájde;
    • no discover a auto: na porte bude hľadať prepínač s RSTP, no pokiaľ neprijme BPDU do cca 4 sekúnd, začne komunikovať ako koncový port;
    • yes: port bude brať ako koncový, okamžite po zapojení začne komunikovať a nebude posielať a ani prijímať BPDU, teda pozor, nebude ani detegovať slučky;
    • yes discover: ideálna voľba pre koncové porty - port berie ho ako edge, teda spustí okamžite komunikáciu (ušetríme zdržanie 4 sekúnd), ale stále odosiela i prijíma BPDU a vie port deaktivovať (aj v prípade slučky).
  • Ak začiarkneme voľbu BPDU Guard na niektorom porte, tak tento port sa vypne, akonáhle sa na ňom objaví BPDU rámec, teda pokiaľ tam niekto pripojí prepínač s (R)STP. Týmto môžeme zabrániť pripojeniu ďalšieho prepínača. Nezabráni to však pripojeniu obyčajného „hlúpeho“ prepínača.
  • Predvolená cena trasy (Path Cost) na každom porte je neuvedená, čo znamená automatické určenie podľa rýchlosti spojenia. V nastavení premostenia je možné zvoliť medzi krátkym a dlhým režimom ceny (predvolený je dlhý režim) - voľba Port Cost Mode.

Niektoré modely smerovačov MikroTik (aktuálne tie, ktoré majú prepínač s čipom IPQ-PPE, teda modely hAP ax², hAP ax³) podporujú RSTP len na softvérovej úrovni, čiže bez hardvérového prepínača (Hardware Offload).

Konfigurácia v MikroTik SwOS

V MikroTik SwOS (teda na prepínačoch CSS) nie je možné voliť medzi variantmi protokolu STP. Platia tieto pravidlá:

  • Na každom porte individuálne môžeme zapnúť alebo vypnúť protokol RSTP, no pokiaľ je na ňom zdetegovaný starý protokol STP, port sa prepne na tento protokol. MSTP podporovaný nie je.
  • Cena trasy (Port Cost) zohľadňuje rýchlosť spojenia, na výber je krátky režim (short mode) alebo dlhý režim (long mode) so štandardnými cenami, uvedenými vyššie. Predvolený je krátky režim.
Back to top