34
1) Резервтеу режимі, біреуі жұмыс істеп тұрғанда қалғандары резервте
болады, яғни істен шыұұанда жұмысқа қосылады. Бұл – Spanning Tree
хаттамасы.
2) Жүктемені теңестіру режимі; бұл жағдайда деректер параллелді
беріледі.
2.11.1 Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1d) хаттамасы
1983 жылы Spanning Tree Protocol хаттамасы шықты. Ол қазіргі уақытқа
дейін қолданылып келеді. Ethernet желісінде коммутаторлар ағаш бұтағы
тәрізді байланысты қолданады. Ол Ethernet желісіндегі ерекше хаттамаларды
ұсынуды талап етеді.
Spanning Tree (STA) алгоритмы порттар аралығында байланыста ағаш
бұтағы тәрізді конфигурацияны автоматты түрде анықтайды.
STP хаттамасын қолдайтын коммутаторлар компьютер желісінде ағаш
бұтағы тәрізді конфигурацияны автоматты түрде орындайды. Сол себептен
бұл конфигурацияны «Spanning Tree» ағаш тәрізді деп атайды.
STA алгоритмы әрбір мостка инденфикатор берун ұсынады. Мост
идентификаторы екі бөлімнен тұратын 8-байттық өрісті құрайды: 2-байт
басымдылықты, 6 байт басқару блогын құрайтын МАС-адрестен тұрады.
Әрбір портқа МАС- адресі беріледі.
Бірінші қадам ағаш тамыры сияқты «тамырлы мост»-тан (root switch)
басталады. «Тамырлы мост» ретінде идентификаторы аз мәнді коммутатор
таңдалады.
Екінші қадам STP - желісіндегі қалған коммутаторларға тамырлы
портты таңдауға мүмкіндігі бар. Коммутатордың тамырлы порты
коммутаторға ең жакын жолмен баратын коммутатор болып есептелінеді.
Үшінші қадам. STP – тагайындалған портты анықтау.
Коммутациялы желідегі әрбір сегмент бір (designated port)
тағайындалған портан тұрады. Бұл порт сегменттен дестені қабылдайды,
содан соң оны комутатордың тамырлы порты аркылы тамырлы мостқа
таратады. Тағайындалған порттан тұратын коммутатор осы сегменттің
(designated bridge) мосты болады. Сегменттің тағайыңдалған порты осы
сегментке қосылатын барлық коммутаторлардың ішінде тамырлы мостқа
дейінгі кіші арақашықта болады. Сегментте бір ғана тагайындалған порт
болуы мүмкін. Тамырлы мосттың барлық порты тагайындалған болады.
Олардың тамырға дейінгі арақашықтығы нөлге тең болады. Тамырлы мосттың
тамырлы порты болмайды.
Қапталған ағаш сияқты құрылымның арақашықтығы негізі табылады.
Аракашықтық коммутатор портынан тамырлы коммутаторға жіберілетін
деректердің жалпы уакыт шартымен анықталады, яғни трафик құнымен.
Сегменттің уакыт шарты 10 наносекунд бірлігімен өлшенеді. Мысалы, 10
Мбит/с Ethernet сегменті үшін уакыт шарты 10 бірлігімен есептелінеді.
Есептеу шарты коммутатордың қосылуымен және топологияның
өзгеруымен орындалады. Бұл есептеулер мост хаттамасының акпараттар
блогы BPDU (Bridge Protocol Data Unit) деп аталатын арнайы десте көмегімен
35
орындалады. BPDU дестелері желі топологиясына керекті акпараттарды
құрайды:
- коммутатор идентификаторы арқылы тамырлы коммутатор
таңдалынады;
- шығу коммутаторынан тамырлы коммутаторға дейінгі арақашықтық
(тамырлы маршрут құны) есептелінеді;
- порт идентификаторы.
BPDU дестелері арна денгейіндегі Ethernet кадрында ораналасады.
Коммутатор BPDU арқылы бірдей уақыт интервалында алмасуды
орындайды (әдетте 1-4с). BPDU дестелері келесі өрістерден құрайды:
- STA хаттама идентификаторы- 2 байт. Коммутаторлар STA хаттамасы
бір және сол версия қолдануы керек;
- BPDU дестесі 1 байтты құрайды;
- жалау - 1 байтты: бір бит конфигурацияның өзгеруін, екінші бит сол
конфигурацияның өзгеруін дәлелдейтін жалаудан тұрады;
- негізгі коммутатор идентификаторы - 8 байтты құрайды;
- негізгі коммутаторға дейінгі қашыктық - 2 байтты құрайды;
- қарапайым коммутатор идентификаторы - 8 байтты құрайды;
- порт идентификаторы - 2 байтты құрайды;
- ақпараттың қолданылу уақыты - 2 байт, 0.5 секундпен өлшенеді;
- ақпараттық максималды қолданылу уақыты - 2 байт. Егер одан артық
қолданылса, онда коммутатор оны есептемейді, яғни алынып тасталынады.
STP хаттамасының жұмыс істеу режимін 2.9-ші суреттен иілгіш тәрізді
үш коммутаторды қарастырамыз. Желіде кідіріс болуы мүмкін. Мысалы,
LAN1 желісіндегі компьютер таратылатын дестені жіберу керектігін ескерсек,
онда А коммутаторы дестенің шыққан коммутаторынан осы желідегі басқа
барлық коммутаторларға таратады. В коммутаторы дестені қабылдайды да С
коммутаторына жібереді. С коммутаторы осы дестені А коммутаторынан
қабылдап В коммутаторына жібереді. Содан соң дестені қайта А
коммутаторына қайта жібереді. Яғни десте коммутаторлар арасында үздіксіз
бір-біріне қайта жіберіле береді. Бұл желінің жұмыс істеу қабілетін
төмендетеді немесе желіні бұзуы мүмкін. Сол себептен осы мысалда STP
арқылы С және В коммутаторларын тұйықтау керек.
36
B
Port 2
Port 3
Port 1
Bridge ID=30
C
Port 2
Port 3
Port 1
Bridge ID=20
LAN 1
Port Cost=19
Port Cost=19
Port Cost=19
Port Cost=19
LAN 3
LAN 2
A
Port 1
Port 2
Port 3
Bridge ID=15
Port Cost=4
Port Cost=4
2.9 сурет – Spanning Tree қосылу алдындағы орындалатын операциялар
Сонымен, әрбір коммутатор жүктеме түскеннен бастап өздерін басты
(тамырлы) коммутатор деп есептейді. BPDU генерациялану кезінде (hello
интервалы арқылы), тамырлар аракашыктыгы нөл болады, порт
идентификаторы ретінде BPDU порт идентификаторы анықталады.
Коммутатор A (басты мост) BPDU’s жібергенде тамырлы мостқа
дейінгі аркашықтык құны нөлге тең болады. Коммутатор B BPDU
қабылдаганда Port 1 (4) жол құнына қабылдаанатын BPDU (0) құнын қосады.
Коммутатор B төрт мәнін қолданып BPDU’s төртке тең болатын жол құнын
тамырлы мостқа Port 3 және Port 2 арқылы жібереді.
Коммутатор C BPDU-ны В коммутаторынан деректерді қабылдайды.
Ол жол құнын 23 (4 + 19) үлкейтеді. Сонымен қатар C коммутаторы BPDU-
ны Port 1арқылы А басты коммутатордан қабылдайды. Жол құны нөлге тең
болады. Оны С коммутаторы төрт есе үлкейтеді. Енді коммутатор С жалғыз
басты портты тандайды. Ол жол құны аз болғандықтан Port 1 басты портты
таңдайды. Содан кейін ол қайсы жолды таңдағаны туралы ақпаратты басқа
коммутаторларға хабарлайды. В коммутаторының жолды таңдауы дәл солай
орындалады (сурет 2.10 ).
Бұдан басқа коммутаторлар әрбір сегментке тағайындалатын портты
таңдайды. В коммутаторында Port 2 тағайындалады. Оның Port 3 (23)
қарағанда жол құны аз болады. Port 3 В коммутаторында тұйықталады. С
коммутаторында Port 3 тағайындалады, ал Port 2 тұйықталынады.
