Lezione 3 – Protocollo di Spanning
Tree
Reti di calcolatori
Modulo 1 - Tecniche di comunicazione digitale
Unità didattica 4 – Interconnessione tra reti locali
Ernesto Damiani
Università di Milano
Topologia ridondante e spanning tree
(1)
• A differenza di IP, nell’intestazione del Livello 2 non
c’è TTL (Time To Live)
– La soluzione è consentire loop fisici (connessioni fisiche
ridondanti) ma creare una topologia logica priva di loop
 La topologia logica priva di loop è chiamata albero
 Questa topologia è una topologia logica a stella o a stella
estesa, lo spanning tree della rete
Topologia ridondante e spanning tree
(2)
Topologia ridondante e spanning tree
(3)
• È uno spanning tree perché è un albero e tutti i
dispositivi nella rete sono raggiungibili (o spanned)
tramite l’albero
• L’algoritmo usato per creare questa topologia logica
priva di loop è l’algoritmo di spanning tree
– Questo algoritmo può richiedere un tempo “relativamente” lungo
per convergere
– Per ridurre il tempo che una rete richiede per calcolare una
topologia logica priva di loop è stato introdotto un nuovo algoritmo
chiamato Rapid Spanning Tree
Il protocollo di Spanning Tree (1)
Il protocollo di Spanning Tree (2)
• Il percorso più breve si basa su costi di
collegamento cumulativi
– I costi di collegamento si basano sulla velocità del
collegamento
• Il protocollo di spanning tree stabilisce un nodo
radice chiamato bridge radice
• Il protocollo costruisce una topologia che ha un
percorso per raggiungere ogni nodo della rete
– L’albero risultante ha origine dal bridge radice
• I collegamenti ridondanti che non fanno parte
dell’albero dei percorsi più brevi sono bloccati
Il protocollo di Spanning Tree (3)
Il protocollo di Spanning Tree (4)
• È possibile una topologia logica priva di loop perché
certi percorsi sono bloccati
• I data frame ricevuti sui collegamenti bloccati non
vengono trasmessi
• Il protocollo di Spanning Tree richiede che i
dispositivi di rete si scambino messaggi, chiamati
BPDU (Bridge Protocol Data Unit), per evitare
bridging loop
• I collegamenti che causano un ciclo (loop) vengono
messi in uno stato di blocco
• Le BPDU continuano a essere ricevute sulle porte
bloccate
– Questo assicura che se un dispositivo o un percorso attivo
ha un malfunzionamento, può essere calcolato un nuovo
spanning tree
Il protocollo di Spanning Tree (5)
Il protocollo di Spanning Tree (6)
• Le BPDU contengono informazioni sufficienti a far sì
che ciascuno switch possa:
– selezionare lo switch che fungerà da radice dello spanning
tree
– calcolare il percorso più breve da se stesso allo switch radice
– designare, per ogni segmento di LAN, lo switch più vicino alla
radice
 questo bridge è chiamato “switch designato”
 lo switch designato gestisce tutta la comunicazione da quella
LAN verso il bridge radice
Il protocollo di Spanning Tree (7)
– scegliere una delle sue porte come la sua porta verso la
radice (se non è lui stesso la radice)
 questa è l’interfaccia che dà il miglior percorso verso lo switch
radice
– selezionare le porte designate
 le porte non designate sono bloccate
FINE