STP · יתירות · BPDU · bridge ID · RSTP והגנות

מה לומדים היום

• הבעיה: לולאה בשכבה 2 וסופת שידור · למה יתירות בכל זאת נחוצה
• BPDU · bridge ID = priority + MAC · בחירת root bridge — מי מנצח ולמה (שאלת בחינה)
• עלות קישור · תפקידי פורטים · STP port states — חמשת מצבי הפורט · 802.1D מול 802.1W (RSTP) · PVST · RPVST
• spanning-tree root primary/secondary · שינוי priority ידני
• הגנות: portfast · bpdu guard · root guard — מה כל אחת מונעת

מטרות השיעור — תיאוריה מול הנדסה

1. הבעיה — לולאה בשכבה 2

  PC-A ── SW1 ═══ SW2 ── PC-B          two links, no STP:
              ═══
  1. PC-A sends a broadcast (ARP)
  2. SW1 floods it out BOTH links to SW2
  3. SW2 floods each copy out the OTHER link back to SW1
  4. SW1 floods again… forever. no TTL at layer 2.
  -> broadcast storm: 100% CPU, links saturated
  -> MAC table instability: PC-A's MAC flips between two ports every microsecond

שלוש תוצאות: סופת שידור, טבלת MAC לא יציבה, עותקים כפולים. ובכל זאת — יתירות היא דרישה. לכן STP.

2. הפתרון — עץ בארבע בחירות

  BID (bridge ID) = priority (default 32768) + MAC address     -> LOWEST wins

  1. ROOT BRIDGE      the switch with the lowest BID. all priorities equal? lowest MAC.  (exam 2023)
  2. ROOT PORT        on every OTHER switch: the one port with the cheapest path to root
                      cost: 10 Gbps=2 · 1 Gbps=4 · 100 Mbps=19 · 10 Mbps=100
  3. DESIGNATED PORT  on every segment: the one port closest to root (root's ports are all DP)
  4. BLOCKED          everything else. receives BPDUs, sends nothing

  BPDU: the hello (every 2 s) that carries the root's BID and the path cost

root → root port → designated → blocked. תמיד בסדר הזה. ל-root עצמו אין root port.

3. דוגמה — שלושה מתגים

  SW1  32768 / 0001.0001.0001      SW2  32768 / 0002.0002.0002      SW3  32768 / 0003.0003.0003
         |                                |                                |
        SW1 ─────(1G)───── SW2
          \                /
          (1G)          (1G)
             \          /
                 SW3

  root      = SW1 (lowest MAC, all priorities equal)
  SW2 RP    = port to SW1 (cost 4)         SW3 RP = port to SW1 (cost 4)
  SW2–SW3 segment: DP = SW2's port (SW2 has lower BID) · SW3's port = BLOCKED
  SW1's ports: all DP

הפורט החסום: בצד של המתג עם ה-BID הגבוה יותר על המקטע שאינו לכיוון ה-root.

4. מצבי הפורט וזמנים — ומה RSTP שינה

30–50 שניות עד forwarding ב-STP — ולכן מחשב 'מחכה ל-DHCP'. RSTP (802.1W): התכנסות ב-1–2 שניות, alternate port מוכן מראש. PVST/Rapid PVST (Cisco): עץ נפרד לכל VLAN — VLAN 10 חוסם קישור א׳, VLAN 20 חוסם ב׳ — איזון.

5. פקודות — root ו-הגנות

SW1(config)# spanning-tree vlan 1 root primary        <- priority 24576 (or 4096 below current root)   exam 2023
SW2(config)# spanning-tree vlan 1 root secondary      <- priority 28672
SW1(config)# spanning-tree vlan 1 priority 4096       <- manual (multiples of 4096)
SW1(config)# spanning-tree mode rapid-pvst

! access ports (PCs) — skip listening/learning, and shut if a switch shows up
SW1(config)# interface range fa0/1-24
SW1(config-if-range)# spanning-tree portfast              exam 2026
SW1(config-if-range)# spanning-tree bpduguard enable
! or globally: spanning-tree portfast default · spanning-tree portfast bpduguard default

! port toward a foreign switch — it may never become root port
SW1(config-if)# spanning-tree guard root

SW1# show spanning-tree
VLAN0001
  Root ID    Priority 24577   Address 0001.0001.0001   This bridge is the root
  Bridge ID  Priority 24577 (priority 24576 sys-id-ext 1)
Interface   Role Sts Cost  Prio.Nbr Type
Gi0/1       Desg FWD 4     128.25   P2p
Gi0/2       Desg FWD 4     128.26   P2p

root primary לפני שמתג ישן עם MAC נמוכה תופס. portfast + bpduguard על כל פורט מחשב. root guard לכיוון מתגים שלא שלכם.

דוגמה פתורה

מילון

ללמוד אחרת

תרגילים

בדיקה עצמית

שאלון היחידה ב-Moodle

מה מגישים

—

ה-XP של המפגש

סה"כ עד 130 XP. נרשם ב-Moodle אחרי שהמורה מאשר.

התגים של המפגש

Root Bridgeמעבדת ה-STP ≥ 90% + שאלון ≥ 70%

הדרגות

הדרגה שלכם — ב-Moodle. ה-XP האישי פרטי; לוח ההישגים באתר מציג חוליות בלבד.

הפרק בסיפור

לוח ההישגים · כל התגים · החוליות מפת הדרכים לפרויקט