STP, RSTP, MSTP

STP (Spanning Tree Protocol) — сетевой протокол (семейство протоколов) основной задачей которого является устранение петель в топологии компьютерной сети Ethernet связанных избыточными соединениями. Петлёй является любое соединение между несколькими коммутаторами, которое приводит к кольцевой передаче трафика в сети.

Наличие петель в реальной сети Ethernet с коммутатором приводит к бесконечным повторам передачи информации – широковещательному шторму.  Пропускная способность сети оказывается почти полностью занятой этими бесполезными повторами – падает фактическая пропускная способность сети что может выглядеть как полный её отказ.

STP решает эту задачу корректной работы в сети с кольцевой топологией. Коммутатор с STP постоянно контролирует сеть на предмет появления кольцевого соединения. При обнаружении кольца протокол  автоматически блокирует отдельные соединения, устанавливает блокировку передачи трафика через один из портов физического кольцевого соединения нескольких коммутаторов – трафик перестаёт передаваться многократно.  В случае исчезновения кольцевого соединения (например, в результате физического обрыва кабеля) протокол STP в короткое время автоматически снимает блокировку соединения и восстанавливает передачу трафика.

Кольцевое соединение активно используется в системах IP видеонаблюдения при организации наблюдения на периметре, в нескольких корпусах комплексов зданий, на территориально распределенных объектах.

Преимущества кольцевой топологии сети с протоколами STP:

  • Высокая надёжность работы сети. Однократный обрыв линии не приводит к выходу из строя сегментов сети. Система видеонаблюдения по-прежнему работает в штатном режиме. 
  • Быстрое автоматическое восстановление соединения без физического переключения оборудования.

Кольцевая топология имеет и издержки: 

  • Использование более дорогих, управляемых коммутаторов с поддержкой протоколов кольцевой структуры. 
  • Коммутаторы пропускают через себя транзитом весь трафик кольцевого сегмента сети.
  • Кольцо с большим количеством коммутаторов может привести к появлению значительных задержек в передаче трафика.

Первоначальный протокол STP описан в стандарте 802.1D в 1990 году. Позже появилось несколько новых протоколов (RSTP, MSTP, PVST, PVST+), отличающихся некоторыми особенностями в алгоритме работы, в скорости, в отношении к VLANам и ряде других вопросов, но в целом решающих те же задачи. Все их принято обобщённо называть STP-протоколами:

  • RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) стандарт 802.1w быстрее обнаруживает образование и реагирует на исчезновение петель в топологии. Восстановление соединения за секунды.
  • MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) стандарт 802.1s Основное отличие в возможности работы с VLAN-ми.
  • PVST (Per-VLAN Spanning Tree), PVST+ — проприетарные протоколы компании Cisco Systems

Вернуться в список