STP Liman Durumları ve Zamanlayıcıları

[Nizam-ı Alem]

Metin2 EP, Valorant VP dahil tüm oyun ürünlerini en uygun fiyatlarla bulabilir, Item ve Karakterlerinizi hızlıca satabilirsiniz. HEMEN TIKLA!

Ancak, portlar doğrudan yukarıda listelenen rollerden biri haline gelmez. Spanning Tree süreci, portun belirli bir role geçişinin güvenli olduğundan emin olmadan önce, öncelikle birkaç aşamadan geçmesi gerekir.
​

STP'nin port durumları neden vardır?​

Spanning Tree protokolü, yedekliliği korurken ağ döngülerini önler. Ancak, döngüsüz ağacın oluşturulması anlık değildir. Kök köprüyü seçmek, maliyetleri karşılaştırmak, kök portları seçmek, belirlenmiş portları seçmek ve sonunda yedek bağlantıları geçici olarak engellemek zaman alır. Peki, STP süreci döngüsüz topolojiyi oluştururken BUM trafiğine ne olur?

STP sürecinin döngüsüz topolojiyi oluştururken trafiği ilettiği hayali bir senaryo düşünelim. Bu durumda, aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi, BUM trafiği çoğalır ve döngüye girerdi.

Bu durum, bir veya daha fazla cihazın çökmesine ve istikrarsızlıkların kısır döngüsüne yol açabilir. Açıkçası, protokolün yayılma ağacı hesaplamaları sırasında çerçeve iletimini kontrol edecek bir mekanizmaya ihtiyacı vardır. İşte burada port durumları devreye giriyor.

STP, protokol döngüsüz topolojiyi oluştururken ağ döngülerini önlemeye yardımcı olmak için port durumlarını kullanır. Bir anahtar açıldığında veya ağ topolojisi değiştiğinde, anahtarın her portun STP rolünü belirlemesi için zamana ihtiyacı vardır. Portlar hemen trafik iletmeye başlarsa, STP hesaplamalarını bitirmeden önce geçici döngüler oluşabilir.

Her portun son rolünü hemen üstlenmesine izin vermek yerine, STP, bir portu belirlenen STP rolüne güvenli bir şekilde geçirmek için bir dizi port durumu kullanır. Her port durumlar arasında geçiş yaparken, aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi çerçeve iletmez.

Örneğin, yukarıda gösterilen animasyona bakın. Anahtarlar yeni açıldı. Soldaki sunucu sağdaki sunucuya trafik gönderse de, ağ çerçeveleri iletmiyor. Her anahtar portu, İletme durumuna ulaşana ve trafik göndermeye/almaya başlayana veya engelleme durumuna geçene kadar STP durumlarından geçer.
​

ANA KONU: Spanning Tree port durumları, protokolün portları ağa güvenli bir şekilde dahil etmesinin bir yoludur. Bu, geçici döngüleri ve kararsızlıkları önler ve anahtarların doğru, döngüsüz topoloji üzerinde anlaşmaları için yeterli zamana sahip olmalarını sağlar.​

STP'nin port durumlarını kullanmasının bir diğer nedeni de BPDU'ların iletim süresidir. STP, anahtarların birbirlerine BPDU'lar göndererek döngüsüz bir ağ oluşturmasıyla çalışır. Bu mesajların bir anahtardan diğerine ulaşması biraz zaman alır. Ağda bir değişiklik olursa, örneğin arızalı bir bağlantı veya kök köprü gibi, tüm anahtarların bunu öğrenmesi de zaman alır. Bu iletim gecikmeleri nedeniyle, STP ağ yolunu kesinleştirmeden önce bekler, böylece tüm anahtarlar en son bilgilere ilk önce ulaşabilir. Aşağıdaki diyagram bu kavramı görselleştirir.

Protokolün 1980'lerde icat edildiğini ve o zamanlar arayüz hızlarının çok daha yavaş olduğunu unutmayın. Bu nedenle, seyahat süreleri çok daha uzundu. Protokolün orijinal sürümünün durumlar arasında 15 saniye gibi zamanlayıcılar kullanmasının nedeni budur.
​

STP Port Durumları Nelerdir?​

Yönetimsel olarak kapatılan bir switchport, devre dışı bırakılmış durumdadır. Bu, STP hesaplamalarına hiç katılmadığı anlamına gelir.
Bir port ilk başlatıldığında, engelleme durumunda başlar. Bu durumda, trafiği iletmez ve yalnızca BPDU'ları dinler. Bu, switch'in döngülere neden olmadan topolojiyi öğrenmesini sağlar.
Portun topolojide gerekli olması durumunda, dinleme durumuna geçer. Burada hala çerçeveleri iletmez, ancak BPDU'ları göndermeye ve almaya başlar. Bu, switchport'un varlığını duyurmasına ve STP topolojisine katılmaya hazırlanmasına yardımcı olur.
Sonraki durum öğrenme durumudur. Bu aşamada, port gelen çerçeveleri izleyerek MAC adreslerini öğrenmeye başlar ancak henüz trafiği iletmez. Bu, anahtarın aktif hale geldiğinde çerçeveleri verimli bir şekilde (BUM trafiği olarak değil) iletmesi için hazırlanmasını sağlar.

Son olarak, switchport aktif döngüsüz topolojinin bir parçası olarak seçilirse, iletme durumuna geçer. Artık hem veri çerçeveleri hem de BPDU'lar gönderip alabilir.
Spanning Tree Protokolü (STP), döngüsüz bir ağ oluşturma sürecinde her anahtar portunun nasıl davrandığını yönetmek için port durumlarını kullanır. Bu durumlar, anahtarın bir portun trafiği iletmesi, MAC adreslerini öğrenmesi veya döngüleri önlemek için sessiz kalması gerekip gerekmediğine karar vermesine yardımcı olur.

Aşağıdaki tablo, tüm spanning tree port durumlarını özetlemektedir. Bazı durumların kalıcı, bazılarının ise geçici olduğunu unutmayın. Ayrıca her durum geçişinin süresine de dikkat edin.

Bu port durumları, anahtara trafiği iletmeye başlamadan önce ağı anlaması için zaman tanır. Bu işlem, döngüleri önler ve ağın sorunsuz çalışmasını sağlar.

Şimdi, kavramı daha iyi anlamak için bazı gerçek dünya örneklerine bakalım.
​

STP Zamanlayıcıları​

STP süreci, port durumları arasındaki geçişi kontrol eden üç zamanlayıcı kullanır:

Varsayılan olarak, kök köprü her iki saniyede bir yapılandırma BPDU'ları (Merhaba BPDU'ları olarak adlandırılır) gönderir. Diğer tüm kök olmayan anahtarlar bu BPDU'ları kök portunda alır ve bunları belirlenmiş portlarına iletir. Bir anahtar bir Merhaba BPDU'sunu kaçırırsa, bekler ve normal şekilde çalışmaya devam eder. Ancak Maksimum Yaş zamanlayıcısı (varsayılan 20 saniye) içinde hiçbir Merhaba alınmazsa, anahtar bir sorun olduğunu varsayar ve STP topolojisini yeniden hesaplar.

Maksimum Yaş süresi dolduktan sonra, anahtar kök köprüyü, kök portunu yeniden seçer ve her bağlantıda belirlenmiş port olup olmadığını kontrol eder.

STP port rolleri örnekleri
Bir kök olmayan anahtarı yeniden başlatalım ve protokolün trafiği iletmeye başlamadan önce farklı port durumlarından nasıl geçtiğini görelim.

SW2# reload
Proceed with reload? [confirm]

Anahtar başlatıldıktan hemen sonra, STP protokolünün portları amaçlanan rollerine/durumlarına nasıl geçirdiğini gözlemlemek için aşağıda gösterilen "show" komutunu çalıştırıyoruz.

SW3# show spann

VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    1
             Address     aabb.cc00.1000
             Cost        100
             Port        1 (Ethernet0/0)
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
            
  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     aabb.cc00.3000
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  300 sec
            
Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et0/0               Root LIS 100       128.1    P2p
Et0/1               Altn BLK 100       128.2    P2p
Et0/2               Desg LIS 100       128.3    P2p
Et0/3               Desg LIS 100       128.4    P2p

Yukarıdaki çıktıda (vurgulanmış) iki önemli noktaya dikkat edin:

Alternatif port olarak seçilen port, hemen engelleme durumuna geçer. Herhangi bir durumdan geçmez. Buradaki fikir, bir portu engelleme durumuna getirmenin güvenli olması ve herhangi bir yayın fırtınasına neden olmamasıdır (çünkü port ne çerçeve ne de BPDU iletmez).
Bununla birlikte, çerçeve iletimine aktif olarak katılmak üzere seçilen portlar (Kök ve Atanmış portlar) hemen Dinleme durumuna geçer.
Başka bir önemli noktaya dikkat edin: Klasik 802.1D STP'de, bir port normalde Engelleme durumunda başlar. Ancak, Cisco anahtarlarında, bir port Atanmış Port veya Kök Port olduğunda, hemen Dinleme durumuna geçer. Topolojide aktif hale gelmesi seçilen portlar için Engelleme durumu atlanır. Amaç, döngüleri tespit etmek için zaman tanırken iletim portlarını daha hızlı devreye almaktır. Ayrıca, Hızlı STP (RSTP, 802.1w) kullanıyorsanız, geçişler daha da hızlı olabilir ve durumlar biraz farklı çalışır (kursun sonraki bölümlerinde göreceğimiz gibi).

Bu aşamada, portların hiçbirinin MAC adreslerini öğrenmesine izin verilmez. Dinleme durumundaki portlar yalnızca BPDU'ları gönderip alır, ancak MAC adreslerini öğrenmelerine ve çerçeveleri iletmelerine izin verilmez.

SW3# show mac address-table
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----

15 saniye sonra (bir ileri gecikme aralığı) "show" komutunu çalıştırdığımızda, portların Öğrenme durumuna geçtiğini görebiliriz.

SW3# show spanning-tree

VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     aabb.cc00.0100
             Cost        100
             Port        1 (Ethernet0/0)
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
            
  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     aabb.cc00.3000
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  300 sec
            
Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et0/0               Root LRN 100       128.1    P2p
Et0/1               Altn BLK 100       128.2    P2p
Et0/2               Desg LRN 100       128.3    P2p
Et0/3               Desg LRN 100       128.4    P2p

Bu aşamada, anahtarın MAC adres tablosunu öğrenip doldurduğunu ancak hala çerçeveleri iletmesine izin verilmediğini görebiliyoruz.

SW3# show mac address-table
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    aabb.cc00.1010    DYNAMIC     Et0/0
   1    aabb.cc00.2000    DYNAMIC     Et0/0
   1    aabb.cc00.4000    DYNAMIC     Et0/0
   1    aabb.cc00.5000    DYNAMIC     Et0/0
   1    aabb.cc00.5010    DYNAMIC     Et0/0

15 saniye daha (bir iletim gecikmesi) sonra "show" komutunu çalıştırdığımızda, portların İletim durumuna geçtiğini görebiliriz.

SW3# show spanning-tree

VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     aabb.cc00.0100
             Cost        100
             Port        1 (Ethernet0/0)
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
            
  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     aabb.cc00.3000
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  300 sec
            
Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et0/0               Root FWD 100       128.1    P2p
Et0/1               Altn BLK 100       128.2    P2p
Et0/2               Desg FWD 100       128.3    P2p
Et0/3               Desg FWD 100       128.4    P2p

Gördüğünüz gibi, bir STP olayından sonra switchport'un çerçeveleri iletmeye başlaması için geçen toplam süre 30 saniyedir (15 saniye Dinleme durumunda ve 15 saniye Öğrenme durumunda).​

 

[Tolstoy]

Eline Sağlık