Altın Konu PVST+'ya Giriş

[Nizam-ı Alem]

ROHAN2 WORLD 1-120 TR TİPİ OFFICIAL YOHARA, BALATHOR VE AMON! 80. GÜNÜNDE! +10.000 ONLİNE! HİLE VE BOT %100 ENGELLİ HEMEN TIKLA!

RSTP protokolüne (IEEE 802.1W) dayalı modern Hızlı VLAN başına yayılma ağacını (Hızlı PVST+) ele almaya başlayacağız.
​

Neden Hızlı PVST+'ya ihtiyacımız var?​

Mümkün olan en temel anahtarlama topolojisine bakalım - tek bir kabloyla birbirine bağlı iki anahtar. Anahtarlar sadece açık durumda. Anahtarlar klasik PVST+ çalıştırırsa ne olur? SW1'e bağlı istemcilerin SW2'ye bağlı istemcilerle iletişim kurması ne kadar zaman alır?

Öncelikle, switch portları başlatma işlemi sırasında 20 saniye boyunca engelleme durumuna geçer (MaxAge zamanlayıcısı). Ardından, STP protokolü onları 15 saniye boyunca dinleme durumuna geçirir (İletme Gecikmesi zamanlayıcısı). Daha sonra, 15 saniye boyunca öğrenme durumuna geçerler. Ancak bundan sonra portlar iletme durumuna geçer ve veri iletebilir ve alabilirler.

İki switch'e bağlı herhangi bir istemci olsaydı, birbirleriyle iletişim kurabilmeleri için 50 saniye beklemeleri gerekirdi. Bunun nedeni, klasik STP'nin bir portu iletme durumuna geçirme kararının MaxAge (20 saniye) ve İletme Gecikmesi (15 saniye) gibi zamanlayıcılara dayanmasıdır. Klasik yayılma ağacının yakınsama sürecini hızlandırmak istiyorsanız, zamanlayıcıları düşürmeniz gerekir. Ancak o zaman bile, onlarca saniyeden daha düşük bir süre elde edemezsiniz.

Orijinal 802.1D Yayılma Ağacı Protokolü (STP), 1990'larda bir ağ kesintisinden dakikalar içinde kurtulmanın kabul edilebilir olduğu düşünüldüğünde oluşturulmuştur. Çoğu arıza senaryosunda STP'nin yeniden yakınsaması yaklaşık 30-50 saniye sürüyordu ki bu o zamanlar için oldukça iyi bir süreydi.

STP'nin performansını iyileştirmek için Cisco, daha önceki derslerde gördüğümüz UplinkFast, BackboneFast ve PortFast gibi PVST+'a özel geliştirmeler ekledi. Bu özellikler ağ kurtarma hızını artırmaya yardımcı oldu, ancak ölçeklenebilir olmayan ek kurulum gerektiriyordu. Sektör, kutudan çıktığı gibi STP'den daha hızlı çalışan daha iyi bir döngü önleme protokolü istiyordu.
​

Peki, Hızlı PVST+ nedir?​

Çözüm, bir arayüzü iletme durumuna alıp almayacağına karar vermek için zamanlayıcılara dayanmayan, Hızlı STP (IEEE 802.1W) adı verilen geliştirilmiş bir protokol sürümüydü. Bunun yerine, RSTP, port rolünü ve durumunu müzakere etmek için açık bir el sıkışma işlemi kullanır. Protokolü "hızlı" yapan mekanizma budur.

Hızlı PVST+, Cisco'nun IEEE Hızlı Spanning Tree (802.1w) sürümüdür. Kutudan çıktığı gibi klasik STP'den daha hızlı yakınsar; özel bir yapılandırmaya gerek yoktur.
​

RSTP Senkronizasyonu​

Protokolü "Hızlı" yapan sürece doğrudan geçelim. Bu, senkronizasyon süreci olarak adlandırılır ve zamanlayıcılara dayanan klasik STP'ye kıyasla RSTP'nin yakınsamasını hızlandırır. Yukarıdakiyle aynı topolojiyi kullanalım. Ancak, anahtarlar artık Hızlı PVST+ çalıştırıyor. Yukarıdaki örneğe kıyasla ne kadar daha hızlı yakınsayacaklarını görelim:

Adım 1. Bir anahtar portu ilk başlatıldığında (cihaz açılır, kablo takılır, port kapatılmaz, vb.), engelleme durumunda (şimdi atma olarak adlandırılır) belirlenmiş bir port olarak başlar. Aşağıdaki şemada gösterildiği gibi, teklif biti ayarlanmış BPDU'lar göndermeye başlar. Bu, anahtarın o segment için belirlenmiş köprü olmak istediğini gösterir. Teklif, anahtarın Köprü Kimliğini (BID) ve portun rolünü içerir.

Adım 2. Uzak anahtar (SW2), teklif bayrağı ayarlanmış BPDU'yu aldığında, bir senkronizasyon işlemine başlar. Bir port, Engelleme durumundaysa veya Kenar portuysa (PortFast ile yapılandırılmışsa) senkronize kabul edilir. Bunu başarmak için, anahtar geçici olarak tüm kenar olmayan portları Engelleme durumuna taşır ve alınan BPDU'nun kendi port rolleriyle çakışmadığını doğrulamak için kontrol eder (bu işlem hakkında daha fazla ayrıntı bir sonraki derste).

Adım 3. Bu kontrol tamamlandıktan sonra, SW2 bir port rolü seçer ve portu İletme durumuna taşır. Ardından, aşağıdaki şemada gösterildiği gibi, anlaşma bayrağı ayarlanmış bir BPDU'yu SW1'e geri gönderir.

4. Adım. SW1, anlaşma bayrağı ayarlanmış BPDU'yu aldığında, teklifin kabul edildiğini anlar. Ardından, yukarıdaki şemada gösterildiği gibi, belirlenmiş portunu İletme durumuna geçirir.
RSTP'deki teklif-anlaşma süreci çok hızlıdır çünkü STP zamanlayıcılarına bağlı değildir. Spanning-tree olaylarının hata ayıklamasını etkinleştirelim ve SW1 ve SW2'nin port rollerini müzakere etmesi ve portlarını iletme durumuna geçirmesi için ne kadar zaman geçtiğini kontrol edelim.

[CODE title="sw"]SW1# debug spanning-tree events
*May 9 05:32:35.915: RSTP(1): Et0/0 Dispute!
*May 9 05:32:36.207: RSTP(1): transmitting a proposal on Et0/0
*May 9 05:32:36.209: RSTP(1): received an agreement on Et0/0
*May 9 05:32:36.209: RSTP[1]: Et0/0 dispute resolved[/CODE]

Hata ayıklama çıktısındaki zamanlara dikkat edin. Trafiği iletmeye başlamak 0,3 saniye sürdü. Bunu, klasik yayılma ağacının MaxAge ve Forward Delay zamanlayıcılarını kullanarak port rollerini ve durumlarını belirlemek için gereken 30-50 saniye ile karşılaştırın. Bu muazzam bir gelişme!
​

RSTP ve Hızlı PVST+​

Hızlı PVST'nin nasıl çalıştığının ayrıntılarına dalmadan önce, bazı kısaltmalar arasındaki farkı açıklığa kavuşturalım, çünkü bunlar bazı mühendisler için kafa karıştırıcı olabilir. Tüm terimleri anlamak için tarihe bakmamız gerekiyor. Her şey, Ethernet ağlarındaki döngüleri önlemek için 1980'lerde geliştirilen orijinal IEEE 802.1D Yayılma Ağacı Protokolü (STP) ile başladı. Cisco bu standardı erken benimsedi ve Per VLAN Spanning Tree (PVST)'yi tanıtarak genişletti. Ancak, yalnızca Cisco'nun tescilli ISL trunking protokolüyle çalışıyordu ve diğer satıcılarla uyumlu değildi.

Endüstri standartları 802.1Q trunking'e doğru ilerlerken, Cisco PVST+ ile yanıt verdi. VLAN başına avantajını korurken, 802.1Q trunk'ları için destek ve standart 802.1D STP ile geriye dönük uyumluluk ekledi. VLAN düzeyinde esnekliği satıcı uyumluluğuyla birleştirdiği için Cisco ağlarında yaygın olarak kullanıldı.

Daha sonra, IEEE, Hızlı Spanning Tree Protokolü (RSTP) olarak bilinen 802.1W'yi tanıttı ve yakınsama sürelerini onlarca saniyeden sadece birkaç saniyeye düşürdü. Cisco, bu standardı Rapid PVST+'a uyarladı, VLAN başına mimariyi korudu ancak yeni RSTP algoritmasının hızlı yakınsama avantajlarını da ekledi. Rapid PVST+, günümüzde tüm modern Cisco anahtarlarında varsayılan spanning tree modu haline geldi.

Cisco ağları bağlamında, "klasik STP" dediğimizde genellikle Cisco'nun VLAN başına örnekleri destekleyen standart 802.1D STP uygulamasının PVST+'ını kastediyoruz. Benzer şekilde, "RSTP" dediğimizde de Cisco'nun VLAN başına desteğe sahip 802.1w RSTP sürümü olan Rapid PVST+'ı kastediyoruz.
​

Rapid PVST+ nasıl çalışır?​

Anlaşılması gereken ilk önemli şey, Rapid PVST+'ın tamamen yeni bir protokol olmadığıdır. Kursun önceki bölümünde ele aldığımız PVST+ protokolünün sadece bir geliştirmesidir. Özünde, klasik yayılma ağacı protokolünün bir evrimidir. Terimlerin ve mekanizmaların çoğu, küçük farklılıklarla hala aynıdır. Daha önemli geliştirmelere bakalım.
​

RSTP BPDU​

RSTP, orijinal IEEE 802.1D standardına göre BPDU formatını kullanır. Bu, RSTP ile geleneksel STP arasında geriye dönük uyumluluğu sağlar.

En önemli farklardan biri, RSTP BPDU'nun BPDU Bayrakları alanının tüm bitlerini kullanmasıdır, oysa klasik STP yalnızca ilk (TC) ve son (TCA) bitleri kullanır. RSTP, teklif anlaşması sürecinde portun rolünü ve durumunu kodlamak için 8 bitin tamamını kullanır ve bu da yakınsamayı hızlandırır. Güncellenmiş format aşağıdaki şemada gösterilmiştir.

Diğer önemli bir fark ise, klasik STP'de (802.1D) yalnızca Kök Köprü'nün BPDU'ları üretip göndermesidir. Diğer anahtarlar, Kök Köprü'den aldıkları BPDU'ları yalnızca iletirler.

RSTP'de (802.1w) ise her anahtar kendi BPDU'larını aktif olarak üretir. Sadece Kök Köprü'nün BPDU'larını iletmezler. Bu, ağdaki değişikliklerin daha hızlı tespit edilmesini ve yakınsamanın hızlanmasını sağlar.
​

RSTP Port Rollerinin Anlaşılması​

Rapid PVST+, en düşük köprü öncelik değerine sahip anahtarı kök köprü olarak seçer ve ardından her porta aşağıdaki rollerden birini atar:

Kök port: Bu, anahtarın kök köprüye ulaşması için en düşük maliyetli yoldur (kökün kendisi hariç her anahtarın bir tane vardır).

Belirlenmiş port: Bu port, anahtara bağlanır ve o belirli LAN segmentinden kök köprüye en iyi yolu sunar.

Alternatif port: Mevcut kök portun arızalanması durumunda kök köprüye yedek bir yol sağlar.

Yedek port: Bu port, belirlenmiş bir port için yedek görevi görür. Aynı anahtardan aynı LAN segmentine veya loopback'e iki bağlantı olduğunda kullanılır.
Devre dışı bırakılmış port: Bu port, yayılma ağacına katılmaz.

Kararlı bir ağda, kök ve belirlenmiş portlar, teklif-anlaşma süreci kullanılarak hemen iletme durumuna geçer. Alternatif ve yedek portlar engelleme durumunda kalır.

Sadece kök ve belirlenmiş portlar aktif topolojinin bir parçasıdır. Alternatif ve yedek portlar beklemede tutulur ve normal trafik akışından hariç tutulur.
​

RSTP Port Durumlarını Anlamak​

Klasik PVST'nin port durumlarını zaten ele aldık: Devre dışı, Engelleme, Dinleme, Öğrenme ve İletme. Hızlı PVST, port durumlarına farklı bir yaklaşım benimser. Port durumlarını, portun gelen çerçeveleri nasıl işlediğine göre tanımlar. Bir port gelen çerçeveleri düşürür veya yok sayarsa, hiçbirini de göndermez. Her port rolü şu üç durumdan birinde olabilir:

**Durdurma:** Port, gelen tüm çerçeveleri atar ve MAC adreslerini öğrenmez. Bu durum, eski 802.1D Devre Dışı, Engelleme ve Dinleme durumlarını birleştirir, çünkü bunların hiçbiri iletmeye izin vermez. RSTP'nin ayrı bir Dinleme durumuna ihtiyacı yoktur çünkü BPDU'ları beklemeden bir sonraki duruma hızla geçebilir.

**Öğrenme:** Port, gelen çerçeveleri hala atar ancak MAC adreslerini öğrenmeye başlar.

**İletme:** Port, daha önce öğrendiği ve öğrenmeye devam ettiği MAC adreslerine göre gelen çerçeveleri iletir.

RSTP farklı çalışır. Anahtarların, kökten gelen BPDU'lara değil, portun rolüne bağlı olarak portları üzerinden doğrudan birbirleriyle iletişim kurmasına olanak tanır. Bir rol seçildikten sonra, port gelen trafiği nasıl ele alacağını kontrol eden bir duruma getirilir.

Bir anahtar bir teklif gönderir ancak yanıt almazsa (örneğin komşu RSTP'yi desteklemiyorsa), standart dinleme ve öğrenme durumlarını kullanarak 802.1D davranışına geri döner.
​

RSTP'de Yakınsama​

RSTP yakınsama süreci, "Bağlantı Türü" adı verilen başka bir switchport parametresine dayanır. Protokol, aşağıdaki gibi üç farklı bağlantı türü tanımlar:

Noktadan noktaya port: Başka bir anahtara bağlanır. Bu portlar, teklif-anlaşma sürecini kullanarak iletmeye hızlı bir geçişi destekler.

Paylaşımlı port: Birden fazla anahtara sahip olabilen paylaşımlı bir segmente bağlanır. Paylaşımlı portlar, iletme durumuna hızlı bir geçişi desteklemez. Bunun yerine, zamanlayıcılarla 802.1D davranışına geri dönerler.
Kenar bağlantı noktası: Bu bağlantı noktası tek bir ana bilgisayara (PortFast etkinleştirilmiş) bağlanır ve hemen iletme durumuna geçer. Bir kenar bağlantı noktasında bir BPDU alındığında, tekrar normal bir bağlantı noktası gibi işlem görür.

Peki bir switch, her bir switch portunun bağlantı türünü otomatik olarak nasıl anlayabilir?

Switch, portun çift yönlü moduna bağlı olarak bağlantı türünü otomatik olarak varsayar. Bir port tam çift yönlü çalışıyorsa, noktadan noktaya bağlantı olarak kabul edilir. Yarım çift yönlü çalışıyorsa, varsayılan olarak paylaşımlı bağlantı olarak kabul edilir. Aşağıdaki çıktıda gösterildiği gibi, bu davranışı manuel yapılandırma ile geçersiz kılabilirsiniz.

[CODE title="sw"]SW1# conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
SW1(config)# interface Ethernet0/3
SW1(config-if)# spanning-tree link-type ?
point-to-point Consider the interface as point-to-point
shared Consider the interface as shared

SW1(config-if)# spanning-tree link-type shared
SW1(config-if)# end[/CODE]

Aşağıdaki komutu kullanarak tüm arayüzlerin bağlantı türlerini kontrol edebiliriz.

[CODE title="sw"]SW1# show spanning-tree | b Interface
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et0/0 Desg FWD 100 128.1 P2p
Et0/1 Desg FWD 100 128.2 P2p Edge
Et0/2 Desg FWD 100 128.3 P2p Edge
Et0/3 Desg FWD 100 128.4 Shr [/CODE]

Modern anahtarlamalı ağlarda, çoğu bağlantı tam çift yönlü (full-duplex) çalışır, bu nedenle RSTP bunları noktadan noktaya (point-to-point) olarak ele alır ve hızlı iletim geçişleri için uygun hale getirir. Bununla birlikte, bazen bir switch portunun hız/duplex ayarlarını otomatik olarak yarı çift yönlü (Half-Duplex) olarak müzakere edebileceğini unutmayın. Bu nedenle, RSTP'nin iletim için hızlı geçiş özelliğini kullanamayacaktır. Önemli uplink'lerde hız/duplex ayarlarını sabit kodlamak iyi bir uygulamadır.
​

RSTP'de Topoloji Değişiklikleri​

RSTP, topoloji değişikliklerini 802.1D'den farklı şekilde ele alır. Bir değişiklik yalnızca kenar olmayan bir port iletim durumuna geçtiğinde tetiklenir; bir portun basitçe yukarı veya aşağı gitmesiyle değil. Değişiklik, TC (Topoloji Değişikliği) biti ayarlanmış BPDU'lar kullanılarak sinyal verilir ve iki Hello aralığı boyunca tüm kenar olmayan belirlenmiş portlara gönderilir. Bu, bu portlar için MAC tablosu girişlerini temizler ve switch'in adresleri yeniden öğrenmesini sağlar.

TC mesajını alan komşu anahtarlar da MAC girişlerini (mesajın geldiği port hariç) temizler ve TC mesajını iletmeye devam eder. Bu şekilde, tüm ağ MAC tablolarını hızlı bir şekilde günceller.
​

Rapid PVST+ Yapılandırması​

Varsayılan olarak, modern Cisco anahtarları kutudan çıktığı gibi Rapid PVST+ çalıştırır. Bunu Cisco IOS XE 17.15.1 çalıştıran bir anahtarda kontrol edebiliriz. Yeşil renkte, anahtarın herhangi bir açık yapılandırma olmadan Rapid PVST+ çalıştırdığını görebilirsiniz.

[CODE title="sw"]Switch# show spanning-tree

VLAN0001
Spanning tree enabled protocol rstp
Root ID Priority 24577
Address aabb.cc00.1000
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 24577 (priority 24576 sys-id-ext 1)
Address aabb.cc00.1000
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 Desg FWD 100 128.1 P2p
Et0/1 Desg FWD 100 128.2 P2p[/CODE]

Ancak, eski bir switch varsayılan olarak klasik PVST+ modunda çalışıyorsa, aşağıdaki komutu kullanarak yayılma ağacı modunu değiştirebiliriz.

[CODE title="sw"]Switch(config)# spanning-tree mode ?
mst Multiple spanning tree mode
pvst Per-Vlan spanning tree mode
rapid-pvst Per-Vlan rapid spanning tree mode

SW1(config)# spanning-tree mode rapid-pvst
Warning: Changing STP mode can disrupt the traffic and make system unstable
Recommend to change STP mode only during maintenance window[/CODE]

Anahtarın "STP modunu yalnızca bakım penceresi sırasında değiştirmeyi önerdiğine" dikkat edin. Bunun nedeni, modu değiştirmenin bazı portların tüm STP durumlarından geçmesine neden olması ve bunun da 50 saniyelik ağ kesintisine yol açabilmesidir.
​

Kay'in Önemli Noktaları​

Klasik PVST+, orijinal IEEE STP protokolünün (802.1D) Cisco'ya ait özel sürümüdür.
Hızlı PVST+, IEEE RSTP protokolünün (802.1W) Cisco'ya ait özel sürümüdür.
Klasik PVST+, bir portu iletme durumuna alıp almayacağına karar vermek için zamanlayıcılara güvenir.
Hızlı PVST+, bir portu iletme durumuna alıp almayacağına karar vermek için zamanlayıcılara güvenmez (bu nedenle "hızlı" adı verilmiştir). Teklif-anlaşma müzakeresine güvenir.
RSTP aynı BPDU biçimini kullanır. Mevcut 8 Bayrak bitinin tamamını kullanır (klasik STP yalnızca ilk ve son biti kullanır).
RSTP'deki Port Rolleri arasında Kök Port, Atanmış Port, Alternatif Port ve Yedek Port bulunur. Yalnızca Kök ve Atanmış portlar trafiği iletir; Alternatif ve Yedek portlar döngüleri önlemek için engelleme (atma) durumunda kalır.
Port Durumları Atma, Öğrenme ve İletme olarak basitleştirilmiştir. RSTP, daha hızlı geçişler için geleneksel Dinleme durumunu atlar.
Bağlantı Türleri, bir portun ne kadar hızlı geçiş yapabileceğini belirler. Tam çift yönlü bağlantılar noktadan noktaya olarak kabul edilir ve hızlı geçişleri destekler. Yarım çift yönlü bağlantılar paylaşımlı olarak ele alınır ve daha yavaş 802.1D işlemini kullanır.
Senkronizasyon, bir teklif-anlaşma el sıkışması kullanır. Bir anahtar, Teklif bayrağı ayarlanmış bir BPDU aldığında, tüm kenar olmayan portları engeller, senkronize eder ve ardından bir Anlaşma BPDU'su geri gönderir. Bu el sıkışma, güvenli ve hızlı topoloji güncellemeleri sağlar.
44 için geçiş bağlantılarını rezerve edin​

 

[Tolstoy]

Eline sağlık

 

[Lightning]

Eline sağlık