الوصلات الاحتياطية بلا حلقات: STP وEtherChannel

طريقان إلى نفس الفكرة

قبل أن تبدأ

الفكرة الجوهرية

1لماذا تقتل الحلقة الشبكة؟

المبدّل يرسل أي إطار بث (broadcast) من كل منافذه. في شكل مثلث، يصل البث من الطرفين ويُعاد إرساله، فيتضاعف كل جزء من الثانية. خلال ثوانٍ: عاصفة بث تأكل عرض النطاق، وجداول MAC تقفز بين المنافذ، ويتوقف كل شيء. السبب أن رأس Ethernet ليس فيه TTL يقتل الإطار بعد عدد من القفزات كما في IP.

2انتخاب الجذر وأدوار المنافذ

ثلاث خطوات بالترتيب: (1) الجذر صاحب أقل Bridge ID. (2) كل مبدّل آخر يختار منفذه الجذري: الأقل تكلفة إجمالية إلى الجذر. (3) على كل وصلة يُختار منفذ معيّن واحد يرسل نحو الأبعد عن الجذر. أي منفذ لم يأخذ دورًا يُغلق. لا تترك الانتخاب للصدفة: اجعل أقوى مبدّل في القلب جذرًا بأولوية 4096، والاحتياطي 8192.

غيّر أولوية CORE1 إلى 32768 وشغّل: من يصبح الجذر الآن؟ هذا بالضبط ما يحدث حين تنسى ضبط الأولوية.

import heapq

# switch -> (priority, MAC); links are (a, b, cost): 1G = 4, 10G = 2
bridges = {"CORE1": (4096, "00aa"), "DIST1": (32768, "00b1"), "DIST2": (32768, "00b2"),
           "ACC1": (32768, "00c1"), "ACC2": (32768, "00c2")}
links = [("CORE1", "DIST1", 2), ("CORE1", "DIST2", 2), ("DIST1", "DIST2", 2),
         ("DIST1", "ACC1", 4), ("DIST1", "ACC2", 4), ("DIST2", "ACC2", 4)]

root = min(bridges, key=lambda s: bridges[s])          # lowest priority, then lowest MAC
cost = {root: 0}
via = {}
queue = [(0, root)]
while queue:
    c, here = heapq.heappop(queue)
    for a, b, w in links:
        if here in (a, b):
            there = b if here == a else a
            if c + w < cost.get(there, 99):
                cost[there], via[there] = c + w, here
                heapq.heappush(queue, (c + w, there))

print("root bridge:", root)
for sw in bridges:
    if sw != root:
        print(f"{sw:<6} root port towards {via[sw]:<6} cost {cost[sw]}")
used = {frozenset((sw, up)) for sw, up in via.items()}
for a, b, _ in links:
    if frozenset((a, b)) not in used:
        print("blocked link:", a, "-", b)

3RSTP وحماية منافذ الأجهزة

STP الكلاسيكي ينتظر حتى 50 ثانية قبل أن يفتح الطريق البديل، وهذا دهر لمكالمة صوتية. RSTP يعرف مسبقًا المنفذ البديل (Alternate) ويحوّله فورًا حين يسقط المنفذ الجذري. وعلى منافذ الأجهزة الطرفية (الحاسوب والطابعة) فعّل PortFast ليعمل المنفذ فورًا، وBPDU Guard ليُطفئه إن وصله BPDU، أي إن وصل أحدهم مبدّلًا مكان الحاسوب.

! on the core switch that must be root for VLANs 10 and 20
spanning-tree mode rapid-pvst
spanning-tree vlan 10,20 priority 4096
! on every access port facing a PC
interface range gi1/0/1 - 44
 spanning-tree portfast
 spanning-tree bpduguard enable

4EtherChannel: أربعة كابلات كأنها واحد

لو وصلت مبدّلين بكابلين، سيغلق STP واحدًا. EtherChannel يجعل الكابلين وصلة منطقية واحدة، فلا يرى STP حلقة، ويعمل الاثنان معًا، وإن انقطع واحد استمر الآخر دون إعادة حساب. بروتوكول التفاوض المعياري LACP: طرف active على الأقل. شرط النجاح: كل الكابلات بنفس السرعة والازدواج ونفس VLANs.

interface range te1/1/1 - 2
 channel-group 1 mode active      ! LACP
interface port-channel 1
 switchport mode trunk
 switchport trunk allowed vlan 10,20,99
! check:  show etherchannel summary   -> flags (SU) and (P) on each member

مثال محلول

المسألة: شكوى صباحية: «الشبكة بطيئة جدًا في الطابق الثالث، والمصابيح على المبدّل تومض بجنون». ما أول ما تشك فيه، وما الذي تفحصه؟

الحل: وميض كل المنافذ معًا مع بطء شامل علامة حلقة وعاصفة بث. افحص show spanning-tree لترى من الجذر وهل تغيّر، وshow interfaces counters لترى البث المتضخم، وسجل المبدّل بحثًا عن «MAC flapping». الحل الفوري: افصل المنفذ المشتبه. والدائم: BPDU Guard على كل منافذ المكاتب، وجذر محدد بالأولوية.

خرافة مقابل حقيقة

أين تقابله في العمل

اختبر فهمك

بطاقات مراجعة سريعة

تحقق من فهمك