book2

5.1 Purpose of STP

Зачем вообще нужен STP

В hierarchical design почти всегда есть redundant links. Это нужно, чтобы при отказе одного link traffic пошёл другим путём.

Проблема в том, что Ethernet сам по себе не умеет останавливать бесконечно гуляющие Layer 2 frames.

У IPv4 есть TTL, у IPv6 есть Hop Limit, а у обычного Ethernet frame такого механизма нет.

Поэтому redundancy на Layer 2 без STP превращается в риск.

TTL (Time To Live) — поле IPv4 packet, которое уменьшается на каждом router hop. abbreviation Hop Limit — аналог TTL в IPv6. networkterm

Что ломается без STP

Без STP возможны три типичные проблемы:

• broadcast storm;
• MAC address table instability;
• дублирование unknown unicast frames.

broadcast storm — лавинообразное распространение broadcast traffic, которое быстро перегружает network. networkterm MAC address table instability — постоянное “прыгание” MAC entries из-за loop, из-за чего switch плохо понимает, куда слать traffic. networkterm unknown unicast — unicast frame, для которого switch ещё не знает destination MAC и поэтому flood’ит его. networkterm

На нормальной схеме STP разрешает redundancy, но не даёт всем links одновременно forwarding’ить loop-causing traffic.

Если active path ломается, STP пересчитывает topology и открывает backup path.

Что важно для понимания

STP не “удаляет” резервные links. Он просто временно переводит часть ports в non-forwarding state.

Layer 2 Loops и Broadcast Storm

Когда frame попадает в loop, switch может пересылать его снова и снова.

Особенно опасны:

• ARP Requests;
• multicast traffic;
• unknown unicast traffic.

Exam trap

loop и broadcast storm не одно и то же.

loop — причина. broadcast storm — одно из последствий.

STP и STA

STA (Spanning Tree Algorithm) — алгоритм, на котором основан STP. abbreviation root bridge — главный switch в STP topology, от которого считаются все path decisions. networkterm

STP использует STA, чтобы:

1. выбрать один root bridge;
2. оставить по одному лучшему пути до root;
3. заблокировать лишние redundant paths;
4. при отказе link пересчитать topology.

Полезно помнить, что исторически switches часто называли bridges, поэтому в STP много терминов со словом bridge.

Как это выглядит логически

Шаг	Что делает STP
1	Выбирает root bridge
2	Для каждого switch находит лучший path до root
3	Лишние paths блокирует
4	При failure заново считает topology

Как запомнить

STP = keep backup, block loop

Если понял тему

Ты понимаешь, почему Layer 2 redundancy без STP опасна и почему blocked port на самом деле полезен, а не “сломанный”.