پروتکل STP (Spanning Tree) چیست؟

معرفی پروتکل STP

پروتکل STP در لایه Data Link از مدل OSI کار می کند. کاربرد Spanning Tree Protocol در سوییچ اترنت، تشخیص و جلوگیری از بوجود آمدن Loop در ارتباط بین سوییچ های شبکه اترنت است. این پروتکل از طریق ارسال و دریافت پیام هایی بنام BPDU (Bridge Protocol Data Unit) با سوییچ های اترنت متصل به خود صحبت می کند. آنها اطلاعاتی درباره دستگاه سوییچ را برای یکدیگر به اشتراک می گذارند؛ در نتیجه می توانند با بررسی اطلاعات bpdu از ایجاد Loop در بستر شبکه اترنت جلوگیری کنند. پروتکل STP برای ارسال BPDU از پروتکل Ethernet کمک می گیرد؛ STP اترنت را فراخوانی و BPDU را تحویل آن می دهد. پروتکل اترنت در سوییچ مبدا نیز bpdu را تحویل اترنت در سوییچ بعدی می دهد. در سوییچ بعدی نیز bpdu از اترنت به stp تحویل می شود.

تشخیص و جلوگیری از تشکیل Broadcast Storm توسط STP

پروتکل STP از تشکیل Broadcast Storm در شبکه اترنت جلوگیری می کند. طوفان برادکستی زمانی رخ می دهد که سوییچ اترنت، ترافیک BUM را Flood می کند و این ترافیک بین سوییچ های اترنت می چرخد و دوباره به سوییچ اول می رسد. سوییچ اول نیز دوباره آن را به شبکه بصورت همه پخشی یا همان Broadcast برمی گرداند. وقتی Broadcast Storm در شبکه اترنت ساخته می شود، پهنای باند تمام لینک های بین سوییچ ها (Backbone) پر می شود و ارتباط بین کامپیوترها در شبکه قطع می شود. بنابراین در صورت عدم پشتیبانی سوییچ ها از پروتکل Spanning Tree یا غیر فعال بودن آن، اگر سوییچ ها را در شبکه اترنت به شکل حلقه بهم متصل کنیم، با ارسال اولین ترافیک Broadcast در شبکه Loop ایجاد می شود.

ترافیک BUM چیست؟

منظور از ترافیک BUM چیست؟ ترافیکی که از یک پورت و از یک VLAN توسط سوییچ دریافت می شود و از سایر پورت های همان VLAN خارج می شود. بنابراین سوییچ ترافیک BUM را Flood می کند.

ترافیک Broadcast چیست؟

حرف B در لغت BUM به ترافیک با آدرس MAC مقصد ff:ff:ff:ff:ff:ff اشاره می کند که توسط سوییچ بصورت Broadcast منتشر می شود و با فرض فعال نبودن STP و ارتباط سوییچ ها به شکل حلقه، باعث ایجاد Broadcast Storm می شود.

ترافیک Unknown Unicast چیست؟

حرف U در لغت BUM به ترافیک Unknown Unicast اشاره می کند. Unknown Unicast به ترافیکی گفته می شود که آدرس MAC مقصدش، متعلق به کارت شبکه یک کامپیوتر در شبکه LAN است؛ اما سوییچ اترنت این آدرس را در جدول MAC خود رجیستر نکرده است. بنابراین ترافیک Unknown Unicast توسط سوییچ بصورت Broadcast منتشر می شود و با فرض فعال نبودن STP و ارتباط سوییچ ها به شکل حلقه، باعث ایجاد Broadcast Storm می شود.

ترافیک Unknown Multicast چیست؟

حرف U و M در لغت BUM به ترافیک Unknown Multicast اشاره می کند. ترافیک Unknown Multicast نیز به ترافیکی گفته می شود که آدرس MAC مقصدش، متعلق به یک گروه از کامپیوترها است؛ ولی سوییچ آن را در جدول MAC خود ثبت نکرده است. البته در صورتی که Multicast Switching یا ویژگی IGMP Snooping در سوییچ فعال شده باشد، سوییچ می تواند آدرس های Multicast را بفهمد و آن را Flood نکند؛ اما این ویژگی بصورت پیشفرض غیر فعال است. بنابراین بصورت پیشفرض ترافیک Unknown Multicast توسط سوییچ بصورت Broadcast منتشر می شود و با فرض فعال نبودن STP و ارتباط سوییچ ها به شکل حلقه، باعث ایجاد Broadcast Storm می شود.