ルートブリッジはSTPでどのように選出されますか?


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STP / RSTPはどのブリッジがルートブリッジであるかをどのように判断し、ルートブリッジへのパスはどのように選択されますか?


OPは、802.1w標準ごとの単一インスタンスRSTPか、個別のスパニングツリーインスタンスを介して複数のルートブリッジを生成できるシスコの拡張機能などのVLANごとのRSTPを参照していますか?
generalnetworkerror

私は、MSTPやPVSTPではなく、STP / RSTPについて言及していますが、それらはVLAN(またはそのグループ)ごとにのみ同じように機能します。

回答:


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スイッチングとスパニングツリーについてどれだけ知っているかはわかりませんが、基本的にすべてのスイッチを起動すると、それらがルートであると主張します。すべてのスイッチは、優先度とBID(ブリッジID)を含むBPDU(ブリッジプロトコルデータユニット)を送信します。

BIDは8バイト長です。ブリッジのMACアドレスには6バイトが使用されます。12ビットはVLANを示すために使用され、これは拡張システムIDと呼ばれます。優先度の設定には4ビットが使用されます。低い優先度は、高い優先度と比較して優先されることを意味します。優先度は4096の倍数で設定されます。

優先順位に同順位がある場合、最も低いMACアドレスによって、どのブリッジがルートになるかが決まります。

ルートへのパスを選択するために、ルートへのコストが計算されます。BPDUがルートからダウンストリームに移動すると、コストはINBOUNDで増加します。802.1D-1998(レガシーSTP)のFastEthernetインターフェイスのコストは19でした。新しい標準802.1D-2004では、FastEthernetのコストが200000に定義されています。

コストに同点がある場合は、BIDが最も低いスイッチから送信されたBPDUを選択します。それが同点の場合(同じスイッチへの複数のリンク)、ポートIDが作用します。ポートIDもアップストリームスイッチからのものであり、インターフェイスを識別するポートプライオリティとポートIDで構成されます。デフォルトのポートプライオリティは128です。

スパニングツリーには多くの機能がありますが、これらは基本的な手順です。


ブリッジプライオリティ(16ビット)は、別のブリッジプライオリティ(左端4ビット)と拡張システムID(右端12ビット)で構成されるため、4096の倍数で設定されます。したがって、4ビットブリッジプライオリティは、実際には右から13番目のビットから始まり、4096 = 2 ^ 12です。
user1534664

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あなたはSTP理論について尋ねています:

https://en.wikipedia.org/wiki/Spanning_Tree_Protocol

ただし、基本的な考え方は、各スイッチに、その優先度とMACアドレスの組み合わせであるブリッジIDを持たせることです。デフォルトでは、すべてのスイッチは優先度として32768を使用するため、デフォルトでは、MACが最小のスイッチがルートブリッジとして機能します。デフォルトのルートブリッジはルートとして機能させたいものではない可能性が高いため、優先順位を調整することでこれを操作できます。レイヤー2の設計と、レイヤー2トラフィックが最も多く移動すると予想される場所に基づいて、ルートとして使用するスイッチを決定します。

ルートへのパスのコストは、問題のポートとルートブリッジの関連ポート間のリンクコストの合計です。リンクが速いほど、コストは低くなります。したがって、1GBPSリンクを介してルート化する10ホップでは、ポートコストが40(4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4)になり、単一の10MBPSリンクは100になります。 1GBPSリンクに接続するものになります。

VLANごとにSTPパスとルートを操作することもできます。上記のリンクから開始できます。必要なだけ複雑にすることができます。


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ここで答えを繰り返さず、ベストプラクティスに向けた代替ビューを提示するには、「トラブルシューティングの前にネットワークの決定論的ビューがあるようにルートブリッジを事前決定するにはどうすればよいですか?」

プライマリスイッチとセカンダリスイッチの間でVLANを分割することにより、アグリゲーションスイッチまたはディストリビューションスイッチをルートとして設定します。 通常、1つのスイッチに奇数のVLANがルートとして設定され、偶数のVLANがセカンダリに設定され、次に反対側が他のスイッチに設定されます。

Sw1:
spanning-tree vlan 1,3,5,7 root primary
spanning-tree vlan 2,4,6,8 root secondary

Sw2:
spanning-tree vlan 1,3,5,7 root secondary
spanning-tree vlan 2,4,6,8 root primary

回答は、OPSTが示すようにインスタンスがマップされた状態でPVST +またはMSTを使用している場合にのみ関連し、OPが示す場合は問題を作成できます。また、L2にルートブリッジが2つしかないことを想定することは簡単ですが、この方法でトラブルシューティングを簡単に行う方法の良い例です(多くのネットワークが複数のルートブリッジのポイントまで成長/進化しているため、ネットワーク全体でVLANを再構成しないと、偶数/奇数はトラフィックフローの意味で機能しません)。
YLearn

Cisco スパニングツリーモードrapid-pvst設定がshow spanning-treeで「Spanning tree enabled protocol rstp」と表示されている場合、OPがCiscoのRapid PVSTを意図していないことをRSTPでどのように確認できますか?私の回答は、シスコの「rapid-pvst」設定に焦点を合わせていたと認めています。また、作成できる可能性があると指摘した問題について説明してください。
generalnetworkerror

あなたは正しいかもしれませんが、OPは特にSTP(別名CST)およびRSTPであるため、標準のスパニングツリー実装を示しているように思われます。問題に関しては、STP / CSTおよびRSTPを使用すると(CiscoがRSTPにPVST +を追加しなかった場合)、トポロジを1つしか持てないため、VLANの異なるセットに2つの異なるルートブリッジがあると、ネットワーク内で一貫性のない転送状態になります。
YLearn

ほぼすべてのベンダーは、VLANごとにRSTPを実装しています。
netdad

これに対する1つの注意点は、レイヤー3スイッチでは、HSRP / VRRPプライマリーがSTPプライマリーと一致する必要があることです。それ以外の場合は、トラブルを求めています。このコマンドは、STP優先度を特定のスイッチ依存値に変更しますが、さらに低い優先度のスイッチが既に存在するか、後で追加される可能性があるため、スイッチがプライマリまたはセカンダリであることを保証しません。
ロンモーピン
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