När en nätverksenhet ansluts till en switchport eller när en switch startas upp, går switchporten igenom både lyssnings- och inlärningslägena, och väntar varje gång på att tiden för vidarebefordran (Forward Delay-timer) ska löpa ut. Detta fördröjning är 15 sekunder för varje läge, ”listening” och ”learning”, vilket ger en total fördröjning på 30 sekunder. Denna fördröjning kan utgöra ett problem för DHCP-klienter som försöker upptäcka en DHCP-server. DHCP-meddelanden från den anslutna nätverksenhet kommer inte att vidarebefordras under de 30 sekunderna av fördröjning (Forward Delay-timers), och DHCP-processen kan gå ut på timeout. Resultatet blir att en IPv4-klient inte får en giltig IPv4-adress.

Till skillnad från IPv4 kan IPv6-klienter fortfarande få information från den närmaste routern om hur de ska få sin adressinformation, även om det uppstår tidsfördröjningar. Routern fortsätter att sända ICMPv6 Router Advertisement-meddelanden.

Port Fast

När en switchport är konfigurerad med PortFast övergår den porten omedelbart från blocking till forwarding status och kringgår de vanliga 802.1D STP-övergångslägena (Listening och Learning), vilket undviker en 30 sekunders fördröjning. Du kan använda PortFast på åtkomstportar (Access ports) för att låta enheter som är anslutna till dessa portar, såsom DHCP-klienter, att omedelbart få åtkomst till nätverket istället för att vänta på att IEEE 802.1D STP ska konvergera på varje VLAN.

Eftersom syftet med PortFast är att minimera tiden som åtkomstportar måste vänta på att ST-instansen ska konvergera, bör det endast användas just på åtkomstportar. Om du aktiverar PortFast på en port som ansluter till en annan switch riskerar du att skapa en ST-loop. PortFast ska endast användas på switchportar som ansluter till slutanvändarenheter.

I en giltig PortFast-konfiguration bör aldrig BPDUs tas emot på PortFast-aktiverade switchportar, eftersom det skulle indikera att en annan switch är ansluten till porten. Detta kan potentiellt orsaka en ST-loop. För att förhindra att en sådan scenarion uppstår stödjer Cisco-switchar en funktion som kallas BPDU guard. När den är aktiverad, sätter BPDU guard omedelbart switchporten i ett fel-inaktiverat (error-disabled) tillstånd vid mottagande av någon BPDU. Detta skyddar mot potentiella loopar genom att effektivt stänga ner porten. Funktionen BPDU guard ger ett säkert svar på ogiltiga konfigurationer eftersom en administratör måste manuellt aktivera interfacet igen.

Alternativ till STP

STP var och är fortfarande en protokoll för att förhindra Ethernet-loopar. Genom åren har organisationer krävt större och säkrare tillgänglighet i LAN. Ethernet-LAN gick från några få sammanlänkade switchar som är anslutna till en enda router, till en sofistikerad hierarkisk nätverksdesign som inkluderar åtkomst, distribution och kärna arbetsläge på switcharna. Detta visas i figuren.

Beroende på implementationen kan Lager 2 ”Access Layer” inkludera även distributionslager inklusive ”Core layer” vilket kallas ”Collapsed core”. Dessa nätverk kan inkludera hundratals switchar, med hundratals eller till och med tusentals VLAN. STP har anpassat sig till den ökade redundansen och komplexiteten i nätverken med förbättringar såsom RSTP och MSTP.

En viktig aspekt av nätverksdesign är snabb och förutsägbar konvergens vid fel eller förändringar i topologin. ST erbjuder inte samma effektivitet och förutsägbarhet som routing-protokoll på Lager 3. Figuren nedan visar en traditionell hierarkisk nätverksdesign med switchar i distribution och ”Core” lägena som utför routing.

Routing på Lager 3 möjliggör redundanta vägar men också loopar i topologin, utan att blockera portar. Av den anledningen övergår vissa miljöer till Lager 3 överallt utom där slutenheter ansluter till switchen. Med andra ord skulle anslutningarna mellan switchar på åtkomst och distribution lägen vara L3-switchar istället för Lager 2 switchar, som visas i nästa figur.

Även om STP troligen kommer att fortsätta att användas som en mekanism för att förhindra loopar i företag, på L# åtkomst lager switchar, används också andra tekniker, inklusive följande:

• Multi System Link Aggregation (MLAG)
• Shortest Path Bridging (SPB)
• Transparent Interconnect of Lots of Links (TRILL)

Observera: Dessa tekniker ligger utanför omfånget för den här kursen.