Quais os dois estados de porta em que um switch aprende endereços MAC e processa BPDUs em uma rede de Pvst?

RSTP vs PVST

O RSTP e o PVST são variantes do protocolo de spanning tree. O protocolo Spanning Tree é exclusivo para computadores. Como um protocolo de rede, ele garante uma topologia sem loop e evita loops de ponte e a conseqüente radiação de transmissão. O design do protocolo inclui links sobressalentes como backup automático em caso de falha ativa do link.

"RSTP" significa "Rapid Spanning Tree Protocol", enquanto "PVST" faz o mesmo para "Per-VLAN Spanning Tree". O RSTP é uma melhoria do STP (Spanning Tree Protocol) em termos de ser mais novo e mais rápido. O RSTP é capaz de responder às alterações em seis segundos. Além disso, possui todos os recursos dos métodos proprietários anteriores da Cisco.

É um padrão IEEE 802.1D e cria uma árvore de abrangência dentro de uma rede mesh de comutadores Ethernet conectados. Desativa links que não são elementos da árvore e deixa um único caminho ativo entre dois dispositivos de rede. Ele também cria um design de rede para incluir links redundantes como caminhos de backup automático em caso de falhas ativas do link.

O RSTP possui uma coleção de portas diferentes, a saber:

A porta raiz que é uma porta de encaminhamento que é a melhor porta de ponte não raiz para ponte raiz.
A porta designada, que é a porta pretendida para todos os segmentos da LAN.
A porta alternativa, como o próprio nome indica, é um caminho alternativo para a ponte raiz que não usa a porta raiz.
A porta de backup, que é um caminho redundante para um segmento em que outra porta de ponte já se conecta.

O RSTP também possui quatro estados de porta, que são os seguintes:

Descartando - em que uma porta descarta as informações recebidas na interface, descarta os quadros trocados de outra interface para encaminhamento, não aprende endereços MAC e escuta BPDUs.

Aprendizagem - uma situação em que o switch cria uma tabela de comutação que mapeia os endereços MAC para um número de porta. Isso também acontece quando uma porta descarta os quadros recebidos na interface, descarta os quadros alternados de outra interface para encaminhamento, aprende os endereços MAC e escuta os BPDUs.

Encaminhamento - em que uma porta recebe e encaminha os quadros recebidos na interface, encaminha os quadros alternados de outra interface, aprende endereços MAC e escuta BPDUs.
Escuta - é quando o switch processa BPDUs que permitem determinar a topologia de rede.
Desativado - o estado em que o administrador da rede desativou o uso da porta.
Bloqueio - acontece quando a porta foi bloqueada para interromper uma condição de loop.

Por outro lado, o PVST é o proprietário original da Cisco. Ele mantém uma instância de Spanning Tree para cada VLAN individual configurada na rede. É basicamente em cada VLAN independentemente. É baseado no padrão 802.1D e usa o protocolo de entroncamento ISL proprietário da Cisco. Ele trata cada VLAN como uma rede separada. Impede a criação de um loop encaminhando algumas VLANs em outro tronco. É o modo de Spanning Tree padrão usado em todas as VLANs baseadas em portas Ethernet.

O PVST está obtendo sucesso com extensões proprietárias da Cisco como BackboneFast, UplinkFast e PortFast.

Resumo:

O RSTP é uma melhoria no protocolo de spanning tree e é uma árvore de spanning padrão como um padrão IEEE, enquanto o PVST é um protocolo de spanning tree como proprietário da Cisco.
PVST é a contrapartida da Cisco do RSTP do IEEE.
O PVST é geralmente usado no VLANS (ou rede local virtual), enquanto o RSTP é frequentemente usado no LAN.
O RSTP opera como STP com os aprimoramentos da Cisco, enquanto o PVST é um proprietário da Cisco em si.
O PVST lida com VLANs, o que significa que ele lida com mais dispositivos de rede em comparação com o RSTP.
Comparado ao PVST, o RSTP não possui extensões de propriedades conhecidas, pois já possui os aprimoramentos derivados dos proprietários da Cisco.

As redes Ethernet são suscetíveis a tempestades de broadcast se os loops forem introduzidos. No entanto, uma rede Ethernet precisa incluir loops porque eles fornecem caminhos redundantes em caso de falha no link. Os protocolos de abrangência de árvores resolvem esses dois problemas porque eles fornecem redundância de enlace e, ao mesmo tempo, impedem loops indesejáveis.

Os dispositivos da Juniper Networks oferecem prevenção de loop de Camada 2 por meio do Protocolo de Árvores de Abrangência (STP), protocolo de árvores de abrangência rápida (RSTP), protocolo de árvores de abrangência múltipla (MSTP) e protocolo de árvores de abrangência VLAN (VSTP). RSTP é o protocolo padrão de árvores de abrangência para evitar loops em redes Ethernet.

Este tópico descreve:

• Benefícios do uso de protocolos de árvores de abrangência
• Protocolos de árvores de abrangência ajudam a evitar tempestades de broadcast
• As funções de porta determinam a participação na árvore de abrangência
• Os estados de porta determinam como uma porta processa um quadro
• Portas de borda conectam-se a dispositivos que não podem fazer parte de uma árvore de abrangência
• OS BPNs mantêm a árvore de abrangência
• Quando uma ponte raiz falha
• Os dispositivos devem reaprender endereços MAC após uma falha no link

Benefícios do uso de protocolos de árvores de abrangência

Os protocolos da Árvore de Abrangência têm os seguintes benefícios:

• Forneça redundância de enlace ao mesmo tempo em que impede loops indesejáveis

• Evitar tempestades de broadcast

• Conecta-se a dispositivos que não são capazes de STP, como PCs, servidores, roteadores ou hubs que não estão conectados a outros switches, usando portas de borda

Protocolos de árvores de abrangência ajudam a evitar tempestades de broadcast

Protocolos de árvores de abrangência evitam loops de maneira inteligente em uma rede, criando uma topologia de árvores (árvore de abrangência) de toda a rede em ponte com apenas um caminho disponível entre a raiz da árvore e uma folha. Todos os outros caminhos são forçados a um estado de espera. A raiz da árvore é um switch dentro da rede eleito pelo STA (algoritmo de árvore de abrangência) para usar ao computar o melhor caminho entre pontes por toda a rede e a ponte raiz. Os quadros viajam pela rede até o destino — uma folha , como um PC de usuário final — em filiais. Um galho de árvore é um segmento de rede, ou link, entre pontes. Switches que encaminham estruturas por uma árvore de abrangência STP são chamados de pontes designadas.

Nota:

Se você estiver usando o Junos OS para switches das Séries EX e QFX com suporte para o estilo de configuração de Software de Camada 2 (ELS) aprimorado, você pode forçar a versão original do IEEE 802.1D Spanning Tree Protocol (STP) a ser executada no lugar de RSTP ou VSTP configurando a versão de força.

As funções de porta determinam a participação na árvore de abrangência

Cada porta tem uma função e um estado. A função de uma porta determina como ela participa da árvore de abrangência. As cinco funções de porta usadas no RSTP são:

• Porta raiz — a porta mais próxima da ponte raiz (tem o menor custo de caminho de uma ponte). Esta é a única porta que recebe quadros de e encaminha quadros para a ponte raiz.

• Porta designada — A porta que encaminha o tráfego para longe da ponte raiz em direção a uma leaf. Uma ponte designada tem uma porta designada para cada conexão de enlace que atende. Uma ponte raiz encaminha estruturas de todas as suas portas, que servem como portas designadas.

• Porta alternativa — uma porta que fornece um caminho alternativo em direção à ponte raiz se a porta raiz falhar e for colocada no estado de descarte. Esta porta não faz parte da árvore de abrangência ativa, mas se a porta raiz falhar, a porta alternativa assume imediatamente o controle.

• Porta de backup — uma porta que fornece um caminho de backup em direção às folhas da árvore de abrangência se uma porta designada falhar e for colocada no estado de descarte. Uma porta de backup só pode existir onde duas ou mais portas de ponte se conectam à mesma LAN para a qual a ponte serve como a ponte designada. Uma porta de backup para uma porta designada assume imediatamente se a porta falhar.

• Porta desativada — a porta não faz parte da árvore de abrangência ativa.

Os estados de porta determinam como uma porta processa um quadro

Cada porta tem um estado e uma função. O estado de uma porta determina como processa um quadro. O RSTP coloca cada porta de uma ponte designada em um dos três estados:

• Descarte — a porta descarta todas as BPDUs. Uma porta neste estado descarta todos os quadros que recebe e não aprende endereços MAC.

• Aprendizado — A porta se prepara para encaminhar o tráfego examinando os quadros recebidos para obter informações de localização, a fim de criar sua tabela de endereços MAC.

• Encaminhamento — Os filtros de porta e os quadros de encaminhamento. Uma porta no estado de encaminhamento faz parte da árvore de abrangência ativa.

Portas de borda conectam-se a dispositivos que não podem fazer parte de uma árvore de abrangência

A Spanning Tree também define o conceito de uma porta de borda, que é uma porta designada que se conecta a dispositivos que não são capazes de STP, como PCs, servidores, roteadores ou hubs que não estão conectados a outros switches. Como as portas de borda se conectam diretamente às estações finais, elas não podem criar loops de rede e podem fazer a transição para o estado de encaminhamento imediatamente. Você pode configurar manualmente portas de borda, e um switch também pode detectar portas de borda observando a ausência de comunicação das estações finais.

As próprias portas de borda enviam ASUs DENUs para a árvore de abrangência. Se você tiver uma boa compreensão das implicações em sua rede e quiser modificar o RSTP na interface da porta de borda.

OS BPNs mantêm a árvore de abrangência

Protocolos de árvores de abrangência usam quadros chamados unidades de dados de protocolo de ponte (BPDUs) para criar e manter a árvore de abrangência. Um quadro de BPDU é uma mensagem enviada de um switch para outro para comunicar informações sobre si mesmo, como iD de ponte, custos de caminho raiz e endereços MAC de porta. A troca inicial de BPDUs entre switches determina a ponte raiz. Simultaneamente, as BPDUs são usadas para comunicar o custo de cada enlace entre dispositivos de filial, que é baseado na velocidade da porta ou configuração do usuário. O RSTP usa esse custo de caminho para determinar a rota ideal para os quadros de dados viajarem de uma folha para outra leaf e, em seguida, bloquear todas as outras rotas. Se uma porta de borda receber um BPDU, ela faz a transição automaticamente para uma porta RSTP regular.

Quando a rede está em um estado estável, a árvore de abrangência converge quando o algoritmo de árvores de abrangência (STA) identifica as pontes raiz e designada e todas as portas estão em um estado de encaminhamento ou bloqueio. Para manter a árvore, a ponte raiz continua a enviar OLHS em um intervalo de tempo de olá (padrão de 2 segundos). Esses BPDUs continuam a comunicar a topologia das árvores atuais. Quando uma porta recebe um hello BPDU, ela compara as informações com as já armazenadas para a porta receptora. Uma das três ações ocorre quando um switch recebe um BPDU:

• Se os dados do BPDU combinarem com a entrada existente na tabela de endereços MAC, a porta reinicia um temporizador chamado idade máxima para zero e, em seguida, encaminha um novo BPDU com as informações de topologia ativa atuais para a próxima porta na árvore de abrangência.

• Se a topologia do BPDU tiver sido alterada, as informações forem atualizadas na tabela de endereços MAC, a idade máxima será novamente definida para zero, e um novo BPDU é encaminhado com as informações de topologia ativa atuais para a próxima porta na árvore de abrangência.

• Quando uma porta não recebe um BPDU por três vezes, ela reage de duas maneiras. Se a porta for a porta raiz, uma reformulação completa da árvore de abrangência ocorre — veja quando uma ponte raiz RSTP falha. Se a ponte for alguma ponte não-raiz, o RSTP detecta que o dispositivo conectado não pode enviar ADHS e converte essa porta em uma porta de borda.

Quando uma ponte raiz falha

Quando um link para a porta raiz cai, uma bandeira chamada notificação de mudança de topologia (TCN) é adicionada ao BPDU. Quando este BPDU chega à próxima porta no VLAN, a tabela de endereços MAC é lavada e o BPDU é enviado para a próxima ponte. Eventualmente, todas as portas do VLAN criaram as tabelas de endereços MAC. Em seguida, o RSTP configura uma nova porta raiz. Depois que uma porta raiz ou uma porta designada falha, a porta alternativa ou de backup assume após uma troca de BPDUs chamada de aperto de mão do acordo de proposta. O RSTP propaga esse aperto de mão por links ponto a ponto, que são links dedicados entre dois nós de rede ou switches que conectam uma porta a outra. Se uma porta local se tornar uma nova raiz ou porta designada, ela negocia uma transição rápida com a porta receptora no switch vizinho mais próximo, usando o aperto de mão do acordo de proposta para garantir uma topologia sem loop.

Os dispositivos devem reaprender endereços MAC após uma falha no link

Como uma falha no link faz com que todas as portas associadas liberem sua tabela de endereços MAC, a rede pode ser mais lenta à medida que inunda para reaprender os endereços MAC. Existe uma maneira de acelerar esse processo de reaprendação. Durante a propagação de TCN, a tabela de encaminhamento de switches de Camada 2 é lançada, resultando em uma inundação de pacotes de dados. O recurso ARP (Address Resolution Protocol, Protocolo de Resolução de Endereços) faz com que o switch envie proativamente solicitações de ARP para endereços IP no cache ARP (presente por causa da interface VLAN de Camada 3). Com o ARP no STP ativado, conforme a resposta chega, os switches constroem a tabela de encaminhamento de Camada 2, limitando assim a inundação mais tarde. Habilitar o ARP no STP é mais útil para evitar inundações excessivas em grandes redes de Camada 2 usando RVIs.

Nota:

O recurso ARP não está disponível no Junos OS para switches da Série EX com suporte para o estilo de configuração de Software de Camada 2 (ELS).

Quais os dois estados de porta em que um switch aprende endereços MAC e processa BPDUs em uma rede de Pvst escolha duas?

Qual instrução descreve o comportamento de um switch quando a tabela de endereços MAC está cheia?

Que ação ocorrerá se um switch receber um quadro e tiver o endereço MAC de origem na tabela Mac?

Qual endereço MAC destino é usado quando os quadros são enviados da estação de trabalho ao gateway padrão?