Nederlands
Menu

Wat is Spanning Tree Protocol (STP)?

Protocol (IEEE 802.1D) dat in een netwerk waarin switches met redundante paden zijn verbonden sommige poorten logisch blokkeert, zodat de paden een lusvrije boom vormen en broadcaststormen worden voorkomen. Valt een gebruikt pad uit, dan schakelt het over door een geblokkeerde poort in gebruik te nemen. RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) is een verbeterde versie die sneller overschakelt.

Japanse benaming: スパニングツリープロトコル(STP)

“Spanning Tree Protocol (STP)” komt voor in 5 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Netwerkontwerp en -beheer.

Vakgebied: Netwerkontwerp en -beheer

Waarom lussen een probleem zijn

Ethernet-frames hebben geen mechanisme zoals de TTL van IP, die het aantal hops telt en het frame weggooit. Als switches in een lus worden verbonden, blijven broadcasts en frames naar onbekende bestemmingen rondgaan en vermenigvuldigen ze zich elke keer dat een switch ze floodt (een broadcaststorm). Frames van dezelfde bron komen bovendien op verschillende poorten binnen, wat het leren van MAC-adressen verstoort. Tegelijk moeten paden redundant zijn, zodat het uitvallen van één link of switch de communicatie niet stillegt; daarom wordt STP gebruikt om de lus logisch te doorbreken terwijl de fysieke lus blijft bestaan.

De root bridge en de rollen van de poorten

Bij STP wisselen de switches berichten uit die BPDU's heten en kiezen ze eerst de switch met de laagste bridge-ID (prioriteit plus MAC-adres) als root bridge. Elke andere switch maakt de poort met de laagste padkosten naar de root bridge tot zijn rootpoort. Op elke link wordt de poort aan de kant die het dichtst bij de root bridge ligt de aangewezen poort (designated port), en poorten die rootpoort noch aangewezen poort zijn, worden geblokkeerd. Snellere links hebben lagere padkosten, en bij gelijke kosten beslist de vergelijking van bridge-ID's en vergelijkbare waarden.

RSTP en meerdere VLAN's

Klassiek STP brengt poorten naar de forwarding-toestand terwijl het op timers wacht, zodat overschakelen na een storing ongeveer 30–50 seconden duurde. RSTP (ontwikkeld als IEEE 802.1w en later opgenomen in 802.1D) gebruikt een uitwisseling van voorstel en akkoord tussen naburige switches en vooraf gekozen alternatieve poorten, en schakelt in veel gevallen binnen enkele seconden over. Met MSTP (Multiple Spanning Tree), dat per groep VLAN's een aparte boom kan bouwen, gebruiken verschillende VLAN's verschillende links, zodat ook redundante links worden benut.

Nu oefenen: vragen over Spanning Tree Protocol (STP)

Welke rol speelt het Spanning Tree Protocol (STP) in een netwerk waarin switches met redundante paden zijn verbonden?

  1. AHet schakelt sommige poorten logisch uit, zodat de paden een lusvrije boom vormen, en voorkomt zo dat broadcastframes eindeloos blijven rondgaan
  2. BHet verdeelt frames gelijkmatig over meerdere links tussen switches om de bandbreedte te vergroten
  3. CHet geeft frames door tussen verschillende VLAN's, zodat de VLAN's met elkaar kunnen communiceren
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Het schakelt sommige poorten logisch uit, zodat de paden een lusvrije boom vormen, en voorkomt zo dat broadcastframes eindeloos blijven rondgaan

Als switches in een lus worden verbonden, blijven broadcasts en frames naar onbekende bestemmingen rond de lus gaan en zich vermenigvuldigen (een broadcaststorm), en valt het netwerk stil. Dat komt doordat Ethernet-frames geen mechanisme hebben zoals de TTL van IP, die het aantal hops telt en het frame weggooit. STP laat de switches berichten uitwisselen die BPDU's heten en blokkeert sommige poorten, zodat de actieve paden een boom vormen met de root bridge als wortel. Valt een gebruikte link uit, dan zet het een geblokkeerde poort in de forwarding-toestand om naar een ander pad over te schakelen.

Bij STP zijn de bridge-ID's van drie switches bekend: SW1 heeft prioriteit 32768 en MAC-adres 00-00-5E-00-53-01, SW2 heeft prioriteit 61440 en MAC-adres 00-00-5E-00-53-05, en SW3 heeft prioriteit 4096 en MAC-adres 00-00-5E-00-53-0A. Welke switch wordt als root bridge gekozen?

  1. ASW1
  2. BSW2
  3. CSW3
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. SW3

Bij STP wordt de switch met de laagste bridge-ID de root bridge. De bridge-ID zet de prioriteit in het bovenste deel en het MAC-adres in het onderste deel, dus eerst worden de prioriteiten vergeleken en alleen bij gelijke prioriteit de MAC-adressen. Hier wordt SW3, met de laagste prioriteit van 4096, de root bridge, ongeacht zijn MAC-adres. De standaardprioriteit is 32768, en als er niets wordt ingesteld, wordt de switch met het laagste MAC-adres gekozen; daarom is het gebruikelijk de switch in het centrum van het netwerk een lagere prioriteit te geven.

Veelgestelde vragen

Hoeft men zich met STP geen zorgen meer te maken over lussen?

STP voorkomt lussen tussen switches die BPDU's uitwisselen, maar geen lussen via poorten waarop STP is uitgeschakeld of via apparatuur die geen BPDU's verwerkt. Het is gebruikelijk het te combineren met een functie die een poort voor eindapparaten uitschakelt zodra die een BPDU ontvangt, en met grenzen aan de hoeveelheid broadcastverkeer.

Zijn de links die STP blokkeert niet verspild?

Met één boom staan geblokkeerde links stand-by en vervoeren ze normaal geen verkeer. Om ook hun bandbreedte te benutten, gebruiken netwerken linkaggregatie, die meerdere links tot één bundelt (STP ziet de bundel als één link), MSTP, dat per groep VLAN's een aparte boom bouwt, of ontwerpen die op laag 3 routeren.

“Spanning Tree Protocol (STP)” in de toelichting

Vragen met “Spanning Tree Protocol (STP)” (5)

  1. Welke rol speelt het Spanning Tree Protocol (STP) in een netwerk waarin switches met redundante paden zijn verbonden?
  2. Bij STP zijn de bridge-ID's van drie switches bekend: SW1 heeft prioriteit 32768 en MAC-adres 00-00-5E-00-53-01, SW2 heeft prioriteit 61440 en MAC-adres 00-00-5E-00-53-05, en SW3 heeft prioriteit 4096 en MAC-adres 00-00-5E-00-53-0A. Welke switch wordt als root bridge gekozen?
  3. Drie switches, SW1, SW2 en SW3, zijn in een driehoek verbonden met één link tussen elk paar. De root bridge van STP is SW1, en SW2 heeft een lagere bridge-ID dan SW3. Alle links hebben dezelfde padkosten. Welke poort wordt geblokkeerd (stuurt geen frames door)?
  4. Met de standaardtimers duurt het bij klassiek STP (IEEE 802.1D) na een storing ongeveer 30–50 seconden voordat een eerder geblokkeerde poort frames begint door te sturen. Met welk mechanisme schakelt RSTP sneller over?
  5. Vier links van 1 Gbit/s tussen twee switches worden met linkaggregatie gebundeld tot één logische link. Frames worden verdeeld met de gangbare methode die per combinatie van bron- en doeladressen en poortnummers (per flow) een link kiest. Welke waarde ligt het dichtst bij de maximale doorvoer die één TCP-verbinding kan halen?

Vergelijkingen met deze term

Verwante termen

Ethernet IP (internetprotocol) MAC-adres Linkaggregatie Poortnummer Doorvoer (throughput) TCP (Transmission Control Protocol) ACL (toegangscontrolelijst) Administratieve afstand (administrative distance) BGP (Border Gateway Protocol)

Naar de woordenlijst