Capitolo 4
Il transparent bridging, lo spanning tree
protocol e le sue evoluzioni
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Modello architetturale
Livello 2
Livello 1
End Station
End Station
Livelli
superiori
Livelli
superiori
Sotto-livello
LLC
Sotto-livello
MAC
Livello
Fisico
Bridge
MAC
Fisico
Relay
MAC
Fisico
Sotto-livello
LLC
Sotto-livello
MAC
Livello
Fisico
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Architettura fisica
CPU
Flash
Memory
ROM
RAM
BUS
Interfaccia
di rete
Interfaccia
di rete
Interfaccia
di rete
Interfaccia
di rete
Interfaccia
di rete
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Architettura logica
Higher Layer Entities
LLC Entities
Bridge Protocol Entity
(calcolo topologia BLAN)
MAC Service
MAC
Entity
Bridge Management
(controllo funzioni bribge)
LLC Entities
MAC
MAC Relay Entity
(Media Access Method Indipendent Functions)
Internal
Internal
Sublayer
Sublayer
Service
Service
MAC
Entity
(Media Access Method
Dependent Functions)
(Media Access Method
Dependent Functions)
Port 1
LAN 1
Service
Port 2
LAN 2
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Funzioni
MAC Relay Entity
Processo
di Bridging
Sottoprocesso
di Forwarding
Processo
di Spanning Tree
Sottoprocesso
di Learning
Bridge Protocol Entity
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Esempio di filtering database
Comando per la visualizzazione del filtering database
Switch-1> show cam dynamic
* = Static Entry. + = Permanent Entry.
# = System Entry X = Port Security Entry
Dest MAC Address
-----------------00-00-86-1a-a6-44
00-00-c9-10-b3-0f
00-00-f8-31-1c-3b
00-00-f8-31-f7-a0
00-01-e7-00-e3-80
00-02-a5-84-a7-a6
00-02-b3-1e-b4-aa
00-02-b3-1e-da-da
00-02-b3-1e-dc-fd
Ports
----1/1
1/1
1/2
1/1
2/2
2/1
2/1
2/5
2/4
Age
--1
0
4
2
0
1
5
1
2
Porte switch modulare:
alloggiamento del
modulo/porta all’interno
del modulo
Ageing time
Indirizzi MAC delle stazioni
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Processo di Bridging: Forwarding
Ricezione del
pacchetto sulla porta x
Start
Scarta
pacchetto
NO
End
SI
Pacchetto ricevuto
senza errori?
NO
SI
Porta x in stato
forwarding?
SI
Scarta
SI
pacchetto
Indirizzo di destinazione
presente nel filtering
database?
Il destinatario è
sulla LAN di ricezione
del pacchetto?
NO
Inoltra il
pacchetto su tutte
le porte eccetto
la porta x
“FLOODING”
NO
Inoltra il pacchetto sulla porta appropriata
b
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Processo di Bridging: Learning
b
SI
SI
Azzera
l’ageing-time
L’indirizzo MAC sorgente
contenuto nel pacchetto si
trova nel filtering database?
La porta di ricezione
è la stessa che è presente
nell’entrydel filtering
database?
NO
NO
Aggiunge l’indirizzo MAC
nel filtering database,
associa la porta di ricezione,
azzera l’ageing-time
Aggiorna la porta di
ricezione associata
all’indirizzo MAC
SI l’ageing-time
ed azzera
End
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Inoltro di trama unknown e popolazione del
filtering database
Stazione 1
08-00-2b-16-50-a0
Stazione 2
08-00-2b-20-10-56
LAN A
1
Port
MAC adress
1
08-00-2b-16-50-a0
Ageing time
0
Flooding
B
2
LAN B
3
Stazione 3
08-00-5a-10-40-e1
LAN C
Stazione 5
08-00-2b-c4-e6-aa
Stazione 4
08-00-5a-00-00-06
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Inoltro di trama known e popolazione del
filtering database
Stazione 1
08-00-2b-16-50-a0
Stazione 2
08-00-2b-20-10-56
LAN A
1
B
2
Inoltro selettivo
solo sulla porta 1
Port
MAC adress
Ageing time
1
08-00-2b-16-50-a0
5
3
08-00-2b-c4-e6-aa
0
LAN B
3
Stazione 3
08-00-5a-10-40-e1
LAN C
Stazione 5
08-00-2b-c4-e6-aa
Stazione 4
08-00-5a-00-00-06
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Limitazione del traffico
Stazione 1
08-00-2b-16-50-a0
Stazione 2
08-00-2b-20-10-56
LAN A
1
B
2
Pacchetto
scartato
LAN B
Port
MAC adress
Ageing time
1
08-00-2b-16-50-a0
12
3
08-00-2b-c4-e6-aa
13
1
08-00-2b-20-10-56
0
3
Stazione 3
08-00-5a-10-40-e1
LAN C
Stazione 5
08-00-2b-c4-e6-aa
Stazione 4
08-00-5a-00-00-06
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Spostamento Stazione 5 e aggiornamento
Stazione 5
08-00-2b-c4-e6-aa
Stazione 1
08-00-2b-16-50-a0
Stazione 2
08-00-2b-20-10-56
LAN A
1
B
2
Pacchetto
scartato
LAN B
Port
MAC adress
Ageing time
1
08-00-2b-16-50-a0
40
13
08-00-2b-c4-e6-aa
0
1
08-00-2b-20-10-56
20
3
Stazione 3
08-00-5a-10-40-e1
LAN C
Stazione 4
08-00-5a-00-00-06
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Spostamento Stazione 2 e inoltro errato
Stazione 1
08-00-2b-16-50-a0
LAN A
Pacchetto per il Stazione 2
inoltrato sulla porta sbagliata
1
B
2
LAN B
3
Stazione 3
08-00-5a-10-40-e1
Port
MAC adress
Ageing time
1
08-00-2b-16-50-a0
50
3
08-00-2b-c4-e6-aa
51
1
08-00-2b-20-10-56
40
2
08-00-5a-10-40-e1
0
LAN C
Stazione 5
08-00-2b-c4-e6-aa
Stazione 4
08-00-5a-00-00-06
Stazione 2
08-00-2b-20-10-56
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Caso comune e importante:
architettura di rete fault-tolerant
1
6
5
1
3
4
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Problemi con i percorsi chiusi
Completa saturazione della rete in pochi secondi: broadcast storm
Bp=32768
00-00-0C-10-151
B1 04
3
LAN 1
1
2
LAN 2
Bp=32768
00-00-0C-20-A0-30
B2
1
2
LAN 3
1
B3
Bp=32768
00-00-0C-02-10-03
LAN 5
Bp=32768
08-00-2B-51-11-21
2
1
B4
2
LAN 4
B5
Bp=28672
08-00-2B-AA-50-30
2
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Soluzione: eliminare i percorsi chiusi
Bp=32768
00-00-0C-10-151
B1 04
3
LAN 1
2
1
LAN 2
Bp=32768
00-00-0C-20-A0-30
B2
1
2
LAN 3
1
B3
Bp=32768
00-00-0C-02-10-03
LAN 5
Bp=32768
08-00-2B-51-11-21
2
1
B4
2
LAN 4
B5
Bp=28672
08-00-2B-AA-50-30
2
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Risultato dello spanning tree protocol
Bp=28672
08-00-2B-AA-50-30
Designated Port
LAN 4
2
Costo 0
Root Port
B4
2
B1
3
B5
1
1
LAN 1
2
Designated Port
2
Designated Port
Root Port
B2
Root Bridge
LAN 5
Bp=32768
00-00-0C-10-15-04
Costo 10
1
1
Costo 0
Bp=32768
00-00-0C-20-A0-30
Costo 10
Root Path Cost 20
(10 di B1+ 10 di B2)
Root Port
2
B3
1
Bp=32768
08-00-2B-51-11-21
Costo 10
Root Port
Bp=32768
00-00-0C-02-10-03
Costo 10
Designated Port
LAN 2
Designated Port
Root Path Cost 10
LAN 3
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Bridge Protocol Data Unit (BPDU)
Dest. Addr.
Multicast
01-80-C2
00-00-00
Source Addr. Length DSAP SSAP Control
Singlecast
Indirizzo Bridge
XY
042H 042H
BPDU
Configuration BPDU
oppure
XID
FCS
Topology Change
Notification BPDU
BPDU: Bridge Protocol Data Unit
DSAP: Destination Service Access Point
SSAP: Source Service Access Point
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Configuration BPDU
Byte 1÷2 Protocol Identifier:
3 Protocol Version Identifier:
4 BPDU Type:
Flags
5 TC
00-00
00
00
TCA
TCA
Root Identifier
primi 2 byte
= Bridge Priority
6÷13 successivi 6 byte = Indirizzo MAC
del Root Bridge
14÷17
Root Path Cost
Bridge Identifier
primi 2 byte
= Bridge Priority
18÷25 successivi 6 byte = Indirizzo MAC
del Bridge che trasmette la BPDU
Port Identifier
26÷27 primo byte = Port Priority
secondo byte = numero di porta
28÷29
30÷31
32÷33
34÷35
Message Age
Max Age
Hello Time
Forward Delay
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Bridge Identifier
Bridge Identifier o Root Identifier
Bridge Priority
(default 32.768)
Bridge MAC Address
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Numero di porta
Port Priority (default 128)
Priorità delle Configuration BPDU
Port
Identifier
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Diagramma di stato
delle porte
Disabled
(1)
(2)
(1,2)
Listening
(3)
(1)
Blocking
(5)
(4)
(4)
Learning
(1,2)
(2)
(4)
(5)
Forwarding
(1,2)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Management o inizializzazione
Management o guasto (non connessa o no Link Integrity Test)
Seleziona come Designated o Root Port
Seleziona come "non Designated Port"
Scandenza Forward Delay timer
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Migliorie rispetto STP
Migliorie adottate per il rapido ripristino dei servizi
Ripristino della connettività fisica
Rilevamento veloce
Propagazione
di guasti sui collegamenti dei guasti per
stabilire la nuova
topologia e le
regole delle porte
Rilevamento
basato sul
livello fisico
Rilevamento
basato sul
protocollo
Disegno della
topologia per
ripristinare i
servizi
Ripristino del Filtering Data Base
Transizione
rapida delle
porte allo
stato di
Forwarding
Modifica
delle entry
unicast
Modifica
delle entry
multicast
Transizione Transizioni
della
delle
Root Port Design. Port
Propaga e
risolve la
nuova
topologia
Rimuove le
Comunica le
entry relative
notifiche e
ai cambiamenti rimuove le entry
locali
appropriatamente
Modifica le
entry rapidamente
localmente
Comunica i nuovi
requisiti
Prepara i percorsi
alternativi prima
del guasto
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Stato delle porte: relazioni tra STP e RSTP
STP - stato
delle porte
Stato
Operatività RSTP - stato
amministrativo del MAC
delle porte
delle porte
Topologia attiva RSTP
(regole delle porte)
DISABLED
Disabled
FALSE
Discarding
Excluded (Disabled)
DISABLED
Enabled
FALSE
Discarding
Excluded (Disabled)
BLOCKING
Enabled
TRUE
Discarding
Excluded (Alternate, Backup)
LISTENING
Enabled
TRUE
Discarding
Included (Root, Designated)
LEARNING
Enabled
TRUE
Learning
Included (Root, Designated)
FORWARDING
Enabled
TRUE
Forwarding
Included (Root, Designated)
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Simboli grafici convenzionali
Legenda simboli grafici
Simbolo grafico
Bridge Identifier
p, c
Port Identifier e Port Cost
p, c
p, c
p, c
Significato
BBB
RRR,c
p, c
p, c
BRIDGE
p, c
p, c
Root Identifier
A
Root Path Cost
LAN
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Simboli grafici convenzionali
Ruolo della porta
Designated
su porta ridondata
su porta terminale
Stato della porta
Legenda
Discarding
Learning
Forwarding
Forwarding
Root Port
Discarding
Learning
Forwarding
Alternate
Discarding
Backup
Discarding
Disabled
-----
BPDU trasmesse
Designated
Designated Proposal
Root
Root Proposal
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Esempio: topologia fisica
1
A
1
32
B
23
111
4
222
F
C
D
1
5
E
2
333
6
4
1
3
4
2
444
6
5
3
4
G
I
H
K
J
M
L
N
1
2
1
2
1
2
1
2
555
4
666
3
4
777
3
4
888
3
4
3
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Topologia attiva RSTP
Root
1
111
111,0
4
32
A
1
B
111,10
23
4
222
F
C
D
1
333
E
2
1
444 3
6 111,10
5
4
6 111,10 3
5
4
G
I
H
K
J
1
2
1
2
1
555
111,20
4
3
666
2
111,20
4
3
777
M
L
N
2
1
2
111,20
4
3
888
111,20
4
3
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Stato delle porte
Root
1
111
111,0
4
32
A
1
B
111,10
23
4
222
F
C
D
1
333
E
2
1
444 3
6 111,10
5
4
6 111,10 3
5
4
G
I
H
K
J
1
2
1
2
1
555
111,20
4
3
666
2
111,20
4
3
777
M
L
N
2
1
2
111,20
4
3
888
111,20
4
3
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Porta backup
Root
1
111
111,0
4
32
A
1
B
111,10
23
4
222
F
C
D
1
333
E
2
1
444 3
6 111,10
5
4
6 111,10 3
5
4
G
I
H
K
J
1
2
1
2
1
555
111,20
4
3
666
2
111,20
4
3
777
M
L
N
2
1
2
111,20
4
3
888
111,20
4
3
O
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Dorsale ad anello
A
Root
K
1 111
111,0
222
32
B
111,10
2
13
L
D
3 666 1
111,10
2
1
I
3 555 1 2
111,20
333
111,20
2
3
J
C
E
F
H
3
1
444
111,30
2
G
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Flush entry: configurazione iniziale
222
111
111,10
111,0
111
111,0
444
333
333
111,10
444
111,10
222
111,10
111,10
111,10
666
555
555
111,20
666
111,20
111,20
111,20
777
777
111,30
Rappresentazione
ad albero
111,30
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Flush entry: fase 1
222
111
111,10
111,0
444
333
111,10
111,10
666
555
111,20
111,20
777
Legenda simboli relativi alle fasi di flush
Indirizzi appresi sulle porte che devono essere scaricati
111,30
Indirizzi appresi sulle porte che sono stati scaricati
Pacchetti TCN trasmessi in direzione della freccia
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Flush entry: fase 2
222
111
111,10
111,0
444
333
111,10
111,10
666
555
111,20
111,20
777
Legenda simboli relativi alle fasi di flush
Indirizzi appresi sulle porte che devono essere scaricati
111,30
Indirizzi appresi sulle porte che sono stati scaricati
Pacchetti TCN trasmessi in direzione della freccia
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Flush entry: fase 3
222
111
111,10
111,0
1
2
444
333
111,10
111,10
4
3
1
2
666
555
111,20
111,20
3
Legenda simboli relativi alle fasi di flush
777
Indirizzi appresi sulle porte che devono essere scaricati
111,30
Indirizzi appresi sulle porte che sono stati scaricati
Pacchetti TCN trasmessi in direzione della freccia
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Flush entry: fase 4
111
1
222
111,10
111,0
3
2
1
2
444
333
111,10
111,10
4
3
666
555
111,20
111,20
Legenda simboli relativi alle fasi di flush
777
Indirizzi appresi sulle porte che devono essere scaricati
111,30
Indirizzi appresi sulle porte che sono stati scaricati
Pacchetti TCN trasmessi in direzione della freccia
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Flush entry: fase 5
111
1
1
2
222
111,10
111,0
2
3
3
1
444
333
111,10
111,10
3
4
666
555
111,20
111,20
Legenda simboli relativi alle fasi di flush
2
777
Indirizzi appresi sulle porte che devono essere scaricati
111,30
Indirizzi appresi sulle porte che sono stati scaricati
Pacchetti TCN trasmessi in direzione della freccia
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Flush entry: fase 6
1
111
222
111,10
111,0
2
3
1
444
333
111,10
111,10
3
4
666
555
111,20
111,20
Legenda simboli relativi alle fasi di flush
2
777
Indirizzi appresi sulle porte che devono essere scaricati
111,30
Indirizzi appresi sulle porte che sono stati scaricati
Pacchetti TCN trasmessi in direzione della freccia
Copyright © 2002 - The McGraw-Hill Companies srl
Path Cost raccomandato da IEEE 802.1w
Velocità
porta
<= 100 Kb/s
Valore
raccomandato
200.000.000
Intervallo
raccomandato
Intervallo
accettabile
20.000.000 - 200.000.000 1 - 200.000.000
1 Mb/s
20.000.000
2.000.000 - 200.000.000
1 - 200.000.000
10 Mb/s
2.000.000
200.000 - 20.000.000
1 - 200.000.000
200.000
20.000 - 2.000.000
1 - 200.000.000
100 Mb/s
1 Gb/s
20.000
2.000 - 200.000 1 - 200.000.000
10 Gb/s
2000
200 - 20.000 1 - 200.000.000
100 Gb/s
200
20 - 2000 1 - 200.000.000
1 Tb/s
20
2 - 200 1 - 200.000.000
10 Tb/s
2
1 -20 1 - 200.000.000
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DSAP
SSAP
Multicast
Singlecast
01-80-C2-00-00-00
Bridge Address
Length DSAP
XY
042H
00000000 = STP
00000010 = RSTP
Configuration BPDU
STP e RSTP
SSAP Control
042H
XID
Byte 1÷2
3
4
5
Configuration message
Protocol Identifier
00-00
Protocol Ver. Identifier 00
BPDU Type
00
Flags
TC
TCA
P
PR PR
A
Root Identifier
6÷13 primi 2 byte = Bridge Priority
successivi 6 byte = indirizzo MAC
del Root Bridge
14÷17
Root Path Cost
Bridge Identifier
18÷25 primi 2 byte = Bridge Priority
successivi 6 byte = indirizzo MAC
del Bridge trasmittente la BPDU
26÷27
Port Identifier
Primo byte = Port Priority
Secondo Byte = numero di porta
28÷29
30÷31
32÷33
34÷35
Message Age
Max Age
Hello Time
Forward Delay
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