STP-timers och portstatus

STP-konvergens kräver tre tidsinställningar enligt följande:

  • Hello Timer – Hello-tiden är intervallet mellan BPDU. Standardvärdet är 2 sekunder men kan ändras till mellan 1 och 10 sekunder.
  • Forward Delay Timer – Forward Delay är den tid som spenderas i lyssnings (listening)- och inlärningsläge (learning). Standardvärdet är 15 sekunder men kan ändras till mellan 4 och 30 sekunder.
  • Max Age Timer – Max Age är den maximala tiden som en switch väntar innan den försöker ändra STP-topologin. Standardvärdet är 20 sekunder men kan ändras till mellan 6 och 40 sekunder.

Standardtiderna kan ändras på rotbryggan, vilket hanterar värdet på dessa timer för STP-domänen.

STP möjliggör den logiska och loopfria sökvägen genom hela broadcast-domänen genom att utbyta BPDU-ramar mellan de anslutna switcharna. Denna kommunikation bestämmer vilken switch som ska fungera som rotbrygga och vilka portar som ska vara aktiva för att säkerställa att topologin förblir fri från loopar.

Om en switchport övergår direkt från blockeringsläge till vidarebefordringsläge utan att ha fullständig information om topologin kan det leda till tillfälliga dataloopar. Av denna anledning inkluderar STP fem portstatus, där fyra är operativa enligt figuren. Det inaktiverade läget betraktas som icke-operativt.

Obs: För att undvika problem med STP rekommenderar IEEE en maximal dimension på sju switchar när de använder standard STP-timers.

Porttillstånd och timer

  • Blocking – Porten fungerar som en alternativ port och tar inte aktivt del i vidarebefordran av ramarna. Istället tar porten emot BPDU-ramar för att fastställa den aktuella positionen och rot-ID för rotbryggan. Genom att analysera BPDU-ramarna bestäms även vilka portroller varje switchport ska anta i den slutliga aktiva STP-topologin. Om en switchport inte har mottagit förväntade BPDU-ramar från en annan switch inom den angivna tidsramen för Max Age-timern, som vanligtvis är 20 sekunder, kommer switchporten att gå in i blockeringstillståndet.
  • Listening – Efter blockeringstillståndet går en port in i lyssnandetillståndet. Porten tar emot BPDUs för att räkna ut vägen till rotbryggan. I lyssnandetillståndet skickar switchporten även sina egna BPDU-ramar och meddelar intilliggande switchar att den är redo att delta i den aktiva topologin.
  • Learning- Efter lyssnandetillståndet går switchporten in i inlärningstillståndet. Under denna fas tar switchporten emot och bearbetar BPDUs samt förbereder sig för att börja vidarebefordra ramarna. Den börjar också fylla i MAC-adresstabellen. Men under inlärningstillståndet vidarebefordras inte användarramar till deras destinationsadress.
  • Forwarding- I vidarebefordranstillståndet betraktas en switchport som en del av den aktiva topologin. Switchporten vidarebefordrar användartrafik och sänder och tar emot BPDU-ramar.
  • Disabled – En switchport i det inaktiverade läget deltar inte i spännträdet och vidarebefordrar inte ramar. Det inaktiverade läget sätts när switchporten administrativt inaktiveras.

Operativa detaljer för varje porttillstånd sammanfattas i tabellen nedan.

Per-VLAN ST

Hittills har vi diskuterat STP i en miljö där det endast finns ett VLAN. Dock kan STP konfigureras för att fungera i en miljö med flera VLAN, vilket kallas Per-VLAN ST eller PVST.

I Per-VLAN Spanning Tree (PVST) väljs en rotbrygga för varje ST-instans, vilket gör det möjligt att ha olika rotbryggor för olika VLAN-uppsättningar. För varje individuellt VLAN fungerar STP i en separat instans av STP. Om alla portar på alla switchar tillhör VLAN 1 finns det endast en ST-instans.