Até logo!
Uma vez que o Switch root da rede é definido, os Switches não-Root definirão a partir do Switch Root o melhor caminho para ele e bloquearão os caminhos redundantes, afim de evitar loop na rede.
O custo atribuído à velocidade da porta é um fator determinante na escolha do melhor caminho.
No exemplo acima, o Switch SW2 bloqueou o caminho com maior custo para o Switch Root.
Nos casos em que é necessário saber qual o custo de cada porta (em Switches baseados no Comware) verifique com o comando display stp interface [nome-da-interface número-da-interface] :
[Switch]display stp interface GigabitEthernet 1/0/1
----[CIST][Port2(GigabitEthernet1/0/1)][FORWARDING]----
Port protocol : Enabled
Port role : Designated Port (Boundary)
Port ID : 128.2
Port cost(Legacy) : Config=auto, Active=20
Desg.bridge/port : 32768.0837-6c44-0100, 128.2
<saída omitida>
Para manipulação manual dos custos das portas STP acesse o post: http://www.comutadores.com.br/spanning-tree-manipulando-o-custo-do-caminho-para-o-root-path-cost/
Um comando bem interessante para validar qual o custo utilizado de um Switch não-Root para o Switch root é o display stp root:
[SW2]display stp root MST ID Root Bridge ID ExtPathCost IntPathCost Root Port 0 0.0837-6c44-0100 23 0 GE1/0/2 [SW3]display stp root MST ID Root Bridge ID ExtPathCost IntPathCost Root Port 0 0.0837-6c44-0100 43 0 GE1/0/1
Dúvidas? deixe um comentário.
Até breve.
Galera, essa semana recebi um email com algumas dúvidas sobre portas Trunk/Hybrid, Link Aggregation e STP. Achei que seria bacana responder na forma de post pois acredito que essas questões podem ser as dúvidas de mais pessoas.
Segue abaixo as questões editadas… sintam-se livres para interagir nos comentários.
Diego,
Se não for muito incomodo pra vc, consegue me responder as questões abaixo?
O Link-Aggregation permite agregação de diversas interfaces Ethernet (portas físicas) para a criação de uma única porta lógica com o intuito de prover redundância e aumento de banda. As melhores práticas sugerem a negociação do protocolo LACP (802.3ad) entre os 2 equipamentos que desejam fechar a agregação de portas afim de evitar erros de cabeamento e certificar o meio físico em todo o tempo que o Link-Aggregation estiver ativo, além de agilizar a redundância em caso de falhas.
Exemplo de configuração com LACP: http://www.comutadores.com.br/switches-3com-4800g-link-aggregation/
Mas há também cenários em que um dos equipamentos não utiliza o protocolo LACP para agregação de links ou então o meio físico oferecido pelo Provedor de Serviços para comunicação Ethernet não permite o encaminhamento de alguns protocolos da camada de enlace como o LLDP, CDP, LACP, STP, etc. Então nesses cenários devemos usar o modo static, isto é, Link-aggregation configurado manualmente sem validação do meio e/ou equipamentos por um protocolo como 802.3ad. Se a porta estiver UP, o modo static irá encaminhar o tráfego, mesmo que o cabeamento esteja conectado em outro equipamento incorretamente.
Enquanto a porta configurada como access permite apenas o tráfego de quadros Ethernet sem marcação de tag 802.1Q, o que faz com que o Switch atribua a comunicação para aquela VLAN, a configuração Trunk e Hybrid permitem a utilização de várias VLANs em uma única porta. As portas configuradas como access são geralmente atribuídas para computadores, servidores, impressoras, etc.
A porta Trunk é utilizada para o encaminhamento e recebimento de tráfego Ethernet tagueado com o ID da VLAN mas com a exceção de permitir apenas uma VLAN não tagueada, dita explicitamente na configuração. Por padrão o tráfego não tagueado de uma porta trunk é direcionado para a VLAN 1 (mas isso pode ser modificado). As portas trunk são configuradas na comunicação entre Switches e também com Servidores que possuem Switches virtuais internos para VMs, etc.
Exemplos:
http://www.comutadores.com.br/vlan-trunk-utilizando-802-1q-dot1q/
Já a porta Hybrida permite encaminhar o tráfego de inúmeras VLAN tagueadas ou não. Por exemplo, se você precisa que o tráfego de duas máquinas que estão atrás de um HUB seja separado dinamicamente entre duas VLANs diferentes, a configuração de porta hybrida permite que o Switch leia marcações como endereço MAC, 802.1p, cabeçalho IP e etc, para dinamicamente efetuar diferenciação do tráfego para as suas respectivas VLANs (lembrando que o tráfego nesse caso pode vir sem TAG das máquinas).
Exemplo de configuração de porta Híbrida:
http://www.comutadores.com.br/mac-based-vlans/
Para habilitar (ou desabiltar) o spanning-tree no Switch é preciso a configuração no modo global.
Exemplo para habilitar o STP:
http://www.comutadores.com.br/stp-desabilitado/
Apesar de ser o protocolo mais utilizado para prevenção de loop, o Spanning-Tree não se encaixa em todos os cenários de rede e o seu algoritmo pode as vezes prejudicar a integração de diferentes ambiente. Nesse caso é possível adicionar algumas features individualmente nas portas para ajuste fino, como por exemplo o stp-edged port (portfast) ou então desabilitar o STP somente em determinadas portas. Mas cada caso deve ser estudado minuciosamente para evitar situações de loop.
Exemplos de tuning para o STP:
http://www.comutadores.com.br/protegendo-o-spanning-tree/
http://www.comutadores.com.br/switches-hpn7500-configurando-filtros-para-bpdus-bpdu-filtering/
http://www.comutadores.com.br/switches-3com-4800g-edged-port-bpdu-protection/
O Rapid Spanning-Tree (802.1w) é uma evolução do Spanning-Tree inicial (802.1d) com um significativa melhora no tempo de convergência e conectividade da rede.
Uma das grandes limitações do STP não foi corrigida na versão 802.1w que é o bloqueio de todos os caminhos redundantes como prevenção de Loop. Esse tipo de cenário acaba gerando ocasionando gargalos pois a empresa gasta uma quantidade significativa de dinheiro para a extensão de fibra redundante deixando um dos links sobrecarregados enquanto o outro está ocioso.
A versão Multiple Spanning-Tree (802.1s) permite a criação de instancias independentes do STP para balanceamento de VLAN permitindo a alteração do root para determinadas VLANs ou o custo para o root. O protocolo é um pouco complexo quando você deseja conectar grandes domínios 802.1s entre si, por exemplo estender a LAN de duas empresas, mas com um bom planejamento o protocolo torna-se uma ferramenta poderosa.
Todos os Switches HP baseados no comware, ao habilitar o STP, iniciam a versão 802.1s. Caso você não faça nenhuma configuração de ajuste o 802.1s terá o comportamento da versão Rapid-Spanning Tree.
Artigos sobre STP
http://www.comutadores.com.br/rapid-spanning-tree-802-1w/
http://www.comutadores.com.br/elegendo-o-switch-root-do-spanning-tree/
http://www.comutadores.com.br/introducao-ao-multiple-spanning-tree-802-1s/
Ao habilitar o STP no Switch a configuração é atribuída a todas as portas e as mesmas iniciam o encaminhamento de BPDUs para prevenção de loop.
Sim, o comando é o mesmo para as versões 802.1w e 802.1s
Tudo vai depender de quem será o Switch Root da sua rede. Se o Switch Core for o root, os uplinks do Switch Core estarão como DESIGNATED, já os Switches não-Core, conectados a ele, terão suas portas como ROOT PORT (melhor caminho para o Switch ROOT) ou ALTERNATE PORT (porta redundante bloqueada para prevenção de Loop)
A configuração da porta como Root Guard permite à uma porta Designada a prevenção de recebimento de BPDU’s superiores, que indicariam outro Switch com melhor prioridade para tornar-se Root. A feature força a porta a cessar comunicação toda vez quem um Switch tiver o Priority ID mais favoravel para tornar-se Root, então o Switch Root isola assim o segmento para o Switch indesejado. Após encerrar o recebimento desses BPDU’s a interface voltará à comunicação normalmente
Essa feature é geralmente configurada em portas Designadas do Switch Root.
Correto, a configuração da porta como Loop Guard possibilita aos Switches não-Root, com caminhos redundantes ao Switch Raiz, a função de se proteger contra cenários de loop na rede quando há falhas no recebimento de BPDU’s em portas ALTERNATE.
Quando uma porta ALTERNATE parar de receber BPDU’s ela identificará o caminho como livre de Loop e entrará em modo de encaminhamento ( imaginando que a porta Root continue recebendo BPDU’s) criando assim um Loop lógico em toda a LAN. Nesse caso a feature deixará a porta alternativa sem comunicação até voltar a receber BPDU’s do Switch Root.
Obs: Dica! Simule as features em ambiente de laboratório antes de aplicar em uma rede de produção. Isso permitirá ao administrador conhecer melhor os cenários, equipamentos, falhas e troubleshooting.
Até logo.
Alguns Switches HPN serie-A, como por exemplo da série 7500, dependendo da versão do Comware, vem de fábrica com o protocolo STP desabilitado, assim como a maioria dos Protocolos e Serviços do equipamento. Nesse caso, sempre verifique o status do Spanning-Tree antes de colocar o equipamento em uma rede de produção e se necessário, habilite. 😉
[Switch] display stp
Protocol Status :disabled
Protocol Std. :IEEE 802.1s
Version :3
Bridge-Prio. :32768
MAC address :000f-e203-0200
Max age(s) :20
Forward delay(s) :15
Hello time(s) :2
Max hops :20
! Identificando que o STP está desabilitado no Switch
[Switch]stp enable
%Jun 18 16:21:10:253 2012 Switch MSTP/6/MSTP_ENABLE: STP is now
enabled on the device.
! Habilitando o Spanning-Tree
Um grande abraço
Hoje comentaremos de duas features que atuam como complemento ao Spanning-Tree. O comando edged-port agrega diversos beneficios ao STP, como por exemplo, a prevenção de timeouts no processo DHCP. Já o bpdu-protection, previne as portas configuradas como “edged” de ocasionar Loop na rede por HUBs, “Switches-HUB”, etc.
Edged-port
A feature edged-port permite a interface saltar os estados Listening e Learning do Spanning-Tree Protocol (STP), colocando as portas imediatamente em estado Forwarding (Encaminhamento). A configuração do stp edged-port enableforça a interface a ignorar os estados de convergência do STP, incluíndo as mensagens de notificação de mudança na topologia (mensagens TCN ).
O comando deverá ser aplicado nas portas de acesso conectadas a servidores, estações de trabalho, impressoras, etc.
Configuração
[4800G]interface gigabitethernet 1/0/1 [4800G-GigabitEthernet1/0/1]stp edged-port enable [4800G-GigabitEthernet1/0/1]quit [4800G]interface gigabitethernet 1/0/2 [4800G-GigabitEthernet1/0/2]stp edged-port enable [4800G-GigabitEthernet1/0/2]quit
Obs: Quando uma porta configurada como edged-port receber um BPDU ( mensagens trocadas pelo Switch para estabilidade da topologia do Spanning-Tree), a interface voltará a participar dos estados de convergência do protocolo.
As portas configuradas como Edged-port encaminham BPDUs. A feature edged-port é também conhecida como Portfast.
BPDU Protection
A utilização da feature edged-port é restrita a portas conectadas aos equipamentos finais como servidores e estações de trabalho. Quando conectamos um HUB ou um Switch nas portas de acesso configuradas como stp edged-port enable corremos o risco de criar um loop na rede ou afetarmos a estabilidade da topologia.
Com a configuração do comando stp bpdu-protection, protegemos as portas configuradas como edged-port de receberem BPDUs. Ao receber um BPDU a porta entrará em shutdown.
Configuração
No exemplo abaixo, configuramos o switch com stp bpdu-protection e conectamos um HUB na porta Giga 1/0/14 configurada como stp edged-port enable. Fechamos um Loop no equipamento com um cabo de rede. O cenário fará o HUB devolver as mensagens BPDUs geradas pelo Switch na porta configurada comoedged-port. O comando bpdu-protection bloqueará a porta conectada ao HUB.
[4800G]stp bpdu-protection [4800G]int g1/0/14 [4800G-GigabitEthernet1/0/1] stp edged-port enable
Após a configuração a porta entra imediatamente em estado down
Display
[4800G]display stp down-port
Down Port Reason
GigabitEthernet1/0/14 BPDU-Protected
Ativando a porta
Para colocar a porta novamente em estado UP será necessário removermos o loop do HUB e aplicarmos o comando shutdown / undo shutdown na interface gigabitethernet 1/0/14.
[4800G-GigabitEthernet1/0/14]shut [4800G-GigabitEthernet1/0/14]undo shut #Apr 26 12:05:47:785 2000 4800G MSTP/1/IVBPDU:hwPortMstiBpduGuarded: BPDU-Protec tion port 14 received BPDU packet! %Apr 26 12:05:48:364 2000 4800G IFNET/4/LINK UPDOWN: GigabitEthernet1/0/14: link status is DOWN #Apr 26 12:07:43:906 2000 4800G IFNET/4/INTERFACE UPDOWN: Trap 1.3.6.1.6.3.1.1.5.4: Interface 9437197 is Up, ifAdminStatus is 1, ifOperStatus is 1 #Apr 26 12:07:44:108 2000 4800G MSTP/1/PFWD:hwPortMstiStateForwarding: Instance 0's Port 0.9437197 has been set to forwarding state! %Apr 26 12:07:44:271 2000 4800G IFNET/4/LINK UPDOWN: GigabitEthernet1/0/14: link status is UP %Apr 26 12:07:44:398 2000 4800G MSTP/2/PFWD:Instance 0's GigabitEthernet1/0/14 h as been set to forwarding state!
Obs: Para as portas de Uplink devemos remover o comando stp edged-port
[4800G-GigabitEthernet1/0/x]undo stp edge-port
Já para desativar o bpdu protection do Switch utilize o comando abaixo
[4500G]undo stp bpdu-protection
Até logo!
Publicado originalmente em 24 DE OUTUBRO DE 2010
A principal função do STP é proteger a rede de loops criados por links redundantes na LAN. Os loops criados na rede podem causar problemas na topologia Spanning-Tree quando não protegida de forma correta.
Situações como Spanning-tree desabilitado, erros de negociação de duplex, erros dos quadros durante a transmissão/recepção, problemas nos conectores, super-utilização de CPU e modificação dos temporizadores são alguns dos cenários que podem comprometer a estabilidade do algoritmo.
Um dos principais sintomas perceptíveis durante problemas de instabilidade do Spanning-Tree é a oscilação da conectividade dos serviços da rede local, flapping de endereços MAC nas interfaces (troca de aprendizado [constante]), troca simultânea do Root da rede (ocasionada pela utilização excessiva de recursos dos Switches que não conseguem processar ou encaminhar BPDU’s)
Restaurando a conectividade
• Passo 1: Conheça a rede
Tenha sempre um diagrama atualizado da sua topologia de rede identificando o seu Switch Root, modo do STP ( STP, RSTP, MSTP, etc) e links redundantes.
• Passo 2: Identifique o Loop na rede
Em situações de problemas na Topologia Spanning-Tree identifique o UpLink que está ocasionando o problema desconectando cada uma das portas para localizar o ponto de loop na LAN.
• Passo 3: Restaure a conectividade
• Passo 4: Verifique o status das portas
Comandos como display stp e display stp brief podem informar status como o Spanning-tree desabilitado, Switch root da rede, portas bloqueadas e etc.
• Passo 5: Verifique os erros
Analise os eventos no servidor Syslog ou o logbuffer nos dispositivos ( tente identificar a partir de qual ação, ocasionou o problema na rede).
• Passo 6: Corrija o problema!
Desabilite ou habilite features que possam corrigir o problema
Features
Features como Edged-port (portfast), BPDU protection, Root Guard, Loop Protection, etc. Podem ser bastante úteis para a proteção de sua rede.
Referencia: Building Cisco Multilayer Switched Networks 4th Edition (Richard Froom, Balaji Sivasubramanian and Erum Frahim)
Vocês já passaram por problemas no STP da sua rede? O que ocasionou? O que fizeram para resolver? 😉
Abraço a todos
Publicado originalmente em 6 DE SETEMBRO DE 2010
O Protocolo Spanning-Tree ( STP) foi desenvolvido para evitar que loops físicos interfiram no desempenho da rede. O protocolo consegue detectar onde estão os loops na rede bloqueando os caminhos redundantes.
“Quando um Switch recebe um broadcast, ele o repete em cada porta (exceto naquela em que foi recebido). Em um ambiente com loop, os broadcasts podem ser repetidos infinitamente” Gary A. Donahue , Network Warrior, O’Reilly, 2007, p59)
Em caso de caminhos redundantes sem a utilização do Spanning-Tree, o processo de encaminhamento de broadcast só será interrompido quando o loop for desfeito, com a remoção de cabos ou o desligando o equipamento. Em diversas situações, uma tempestade de broadcast “derruba” a comunicação da rede.
O Switch Root
A utilização do STP é geralmente imperceptível na grande maioria das redes devido ao fato da convergência ocorrer sem a necessidade de configurações adicionais. Todo Switch da LAN , recebe informações sobre os outros Switches da rede através da troca de mensagens chamadas de BPDUs (Bridge Protocol Data Units).
Ao tirarmos um Switch da caixa ( preferencialmente gerenciável) e colocarmos em nossa rede, haverá a comunicação com todos os Switches da rede para convergência com o novo dispositivo.
A partir das mensagens trocadas pelos Switches, é efetuada uma eleição para escolha de um Switch Raiz (Root) que será o responsável por alimentar a topologia da Rede pela geração de BPDUs e todos os Switches não-Raiz bloquearão as portas com caminhos redundantes para o Raiz.
Os BPDUs são encaminhados pelo Root a cada 2 segundos em todas as portas para garantir a estabilidade da rede; e então os BPDUs re-encaminhados pelos outros Switches.
As mensagens BPDU contêm informações suficientes para que os Switches elejam quais portas encaminharão os dados, baseando-se em custo do caminho, informações do Switch e informações da porta.
Obs: a porta em estado de Bloqueio continuará a ouvir os BPDUs pois em caso de perda de comunicação do enlace principal, a porta bloqueada estará pronta para encaminhar os quadros!
Elegendo o Switch Root
O primeiro processo para uma topologia livre de Loops utilizando o protocolo Spanning-Tree é a eleição do Switch Root. Vence a eleição o Switch quem possuir o menor Bridge ID.
O Bridge ID é composto dos campos Prioridade (Bridge Priority) e o endereço MAC do Switch. Por padrão a prioridade dos Switches é 32768 (o Switch com menor prioridade vence) e em caso de empate vence a eleição o Switch que possui o menor endereço MAC.
Após a eleição, se houver algum caminho redundante, o mesmo será bloqueado!
Escolhendo quem será o Root da rede
As melhores práticas sugerem configurarmos o Switch Core da rede como Root com o comando stp root primary pela posição privilegiada na rede, melhor arquitetura,processamento, etc. O comando nos Switches 3Com alterará a prioridade para o valor0 (zero) forçando o dispositivo a ser o Root.
Uma segunda maneira de alterar a prioridade Switch é utilizando o comando stp priority 4096 ( sempre escolha valores múltiplos de 4096)
Obs:Se houver mais de um Switch com a prioridade 0, vence a eleição quem possuir o menor endereço MAC.
Display STP
O comando display stp exibe informações como o valor do Bridge ID (Bridge priority e endereço MAC) do Switch e do Root, timers,etc. O comando display stp brief exibe o estado das portas na Topologia.
display stp -------[CIST Global Info][Mode STP]------- CIST Bridge :32768.000f-cbb8-6329 ! Lista a Prioridade do Switch como 32768 e o endereço MAC 000f-cbb8-6329 Bridge Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 CIST Root/ERPC :0.000f-cbb8-8f55/ 20000 ! A linha exibe a prioridade do Switch Root da Topologia como 0 ! (zero nesse caso) e o endereço MAC 000f-cbb8-8f55 CIST RegRoot/IRPC :32768.000f-cbb8-63c0 / 0 CIST RootPortId :128.28 BPDU-Protection :disabled Bridge Config Digest Snooping :disabled TC or TCN received :7 Time since last TC :0 days 24h:20m:51s ! Contador exibindo a última vez que houve uma mudança na topologia STP
O Protocolo Multiple Spanning-Tree 802.1s permite a criação de Instâncias independentes do Rapid Spanning-Tree para otimização de Links e Processamento, criando topologias únicas para cada Instância.
Por padrão, com a utilização “pura” do STP ou RSTP, todas as VLANs participam da mesma Instância, chamada de CST (Common Spanning-Tree), deixando todas as VLANs com o mesmo ponto de bloqueio na Topologia para os links Redundantes.
O MST permite o mapeamento de VLANs em Instâncias independentes para a mesma topologia, permitindo o balanceamento do tráfego pelos Links Redundantes.
Configurando
Para a utilização do MST devemos configurar o nome da região, o número da revisão e o mapeamento das VLANs para as Instâncias em todos os Switches.
[Switch] stp enable ! Habilitando o STP se estiver desabilitado [Switch] stp mode mstp ! Configurando o STP no modo MST [Switch] stp region-configuration ! Acessando a configuração do MST [Switch-mst-region] region-name comutadores ! Configurando o nome da região como comutadores [Switch-mst-region] revision-level 1 !Configurando a revisão como 1 [Switch-mst-region] instance 1 vlan 2 3 ! Configurando as Vlans 2 e 3 para a Instância 1 [Switch-mst-region] instance 2 vlan 4 5 ! Configurando as Vlans 4 e 5 para a Instância 2 [Switch-mst-region] active region-configuration !Ativando a configuração do MST [Switch-mst-region] quit
Para a configuração de qual switch será o Root de sua Instância, configure em cada Switch Root o comando abaixo:
stp instance 1 priority 4096
!Configurando a prioridade da Instância 1 para 4096
stp instance 2 priority 4096
!Configurando a prioridade da Instância 2 para 4096
Obs: O protocolo 802.1s possui compatibilidade com as versões 802.1w e802.1 d mas sugerimos a implantação do MST em redes que TODOS os Switches possuam suporte ao protocolo.
Abraços a todos!