week 4 - zxc22273146/TCP-IP GitHub Wiki

IEEE 802.1D 交換機的擴張樹演算法(Spanning Tree Algorithm)

• SA：source MAC address

• DA：destination MAC address

• Bridge：frame forwarding、filtering、address learning、resolving possible loops。

• Why Bridged LANs(BLAN)？

  reliability、performance、security、geography

• bridge收到一個封包後會先看database中有無這個位址，沒有的話就廣播至所有port(除了送來的port)，有的話就看目標port和接收的port是否是同一個，是的話就過濾(表示SA與DA在同一個網段中)，不是的話就繼續往前送。

• bridge收到封包後會做兩件事，一是轉送，二是學習。

• 為了提供網路穩定連結，橋接網路(BLAN)拓樸可以存在一些迴圈。

  在傳輸訊框以前，橋接網路的擴張樹必須先建立好。

  根據擴張樹的結構，任兩個橋接器之間只會有一個傳輸路徑。

• ID擁有最小識別碼的橋接器將會成為擴張樹中的根橋接器(root bridge)

  ID長度為8個Bytes，前2個可更改，後6個為MAC address。

• 建立一個橋接網路上擴張樹的順序為

  尋找橋接網路中的根橋接器、尋找橋接器根埠(root port)、尋找區域網路的代理埠(designated port)。

• 在擴張樹完全確定建立前，一個埠的狀態可能會在blocking、listening、learning、forwarding的四個狀態間做轉換。

  一個在forwarding狀態的埠將會是根埠或指定埠

  一個處於learning狀態的埠可以學習一個接收訊框的來源MAC位址，但無法轉送訊框。

  一個處於forwarding狀態的埠可以過濾或轉送收到的訊框

• bridge protocol data unit(BPDU)：橋接器交換資料所用的封包格式，其中有Root Bridge ID、RPC(root path cost)、Bridge ID、Root Port ID。

• 假設一個橋接器的某一個port收到一個BPDU且其根橋接器辨識碼比自己還小，則此port會被選為R port。

  承上，假設此port收到的BPDU其根橋接器辨識碼與自己相同，但此port的傳輸費用+BPDU的根路徑費用<橋接器本身的根路徑費用，則此port會被選為R port。

  承上，假設此port收到的BPDU其根橋接器辨識碼比自己還大，則此BPDU會被轉送到剛剛接收的port並丟棄。

• 維護擴張樹：

  root會週期性地送出configuration BPDU沿著spanning tree到各個地方。

  任何bridge只要發現他的port有變化，表示spanning tree將要改變，便會送出TCN(topology change notification)給root，且此傳送為可靠的。

  R port跟blocking port會定期收到hello BPDUs，D port則不會。

  假設某一個port處於blocking狀態，且hello BPDU逾時，則此port會被選為新的D port，BPDU會由R port轉送到此port。

  假設某一個R port的hello BPDU逾時，則此橋接器將會視自己為新的根橋接器並且開始進行建立擴張樹，其所有port將會成為D port，且一個根橋接器識別碼為自己、根路徑費用為0的BPDU將會被轉送到其所有port。