To‘g‘ridan-to‘g‘ri ulanishning uzilishiga moslashish

STP (Spanning Tree Protocol) tarmoqda port yoki ulanishning uzilishi bilan yuzaga keladigan o‘zgarishlarga moslashib, topologiyani qayta hisoblaydi va portlarning rollarini yangilaydi. Bu jarayon orqali halqa (loop) hosil bo‘lmasligi va tarmoq barqaror ishlashi ta’minlanadi. Quyida bu jarayonning barcha tafsilotlari, qadamlar va misollar bilan tushuntiriladi.

1. Ulanish uzilishi qanday aniqlanadi?

Layer 1 (fizik) darajasida ulanish yoki signal o‘zgarishi aniqlanadi. Portlardan biri quyidagi sabablarga ko‘ra down holatiga o‘tadi:

1. Switch o‘chib qoladi yoki qayta yuklanadi.
2. Portdan kabel chiqarib olinadi.
3. Ulanishdagi jismoniy nosozlik.

Fizik signal yo‘qolgandan so‘ng, port holati o‘zgaradi va bu haqda STP mexanizmlari xabardor qilinadi. STP bunday uzilishni to‘g‘ridan-to‘g‘ri ulanish uzilishi sifatida ko‘rib, javob choralarini ko‘radi.

2. Ulanish uzilishiga STP ning reaksiyasi

STP tarmoq topologiyasida ulanish uzilishi yuz berganda, quyidagi umumiy qadamlarni amalga oshiradi:

1. Ulanish uzilishi haqida xabardor bo‘lish:
   Switch BPDU paketlarini qabul qilmasdan, fizik signalning yo‘qolganini sezadi.
2. Topologiyani qayta hisoblash:
   Switchlar boshqa portlar orqali Root Bridge ga eng yaxshi yo‘lni aniqlash uchun yangi BPDU paketlarini yuboradi va qabul qiladi.
3. Port rollarini yangilash:
• Yangi yo‘llar faollashtiriladi.
• Bloklangan portlar kerak bo‘lsa Root Port yoki Designated Port sifatida qayta tiklanadi.
• Eski yo‘llar o‘chiriladi va BPDU ma'lumotlari tozalanadi.
4. Port holatlarining bosqichma-bosqich o‘zgarishi:
   STP portlarni quyidagi bosqichlardan o‘tkazadi:
• Blocking: Port boshlang‘ich holatda trafikni bloklaydi.
• Listening: Port BPDU paketlarini tinglaydi va topologiyani qayta hisoblaydi (standart: 15 soniya).
• Learning: Port MAC manzillarni o‘rganadi, lekin hali trafikni uzatmaydi (standart: 15 soniya).
• Forwarding: Port trafik uzatishga tayyor bo‘ladi.

Ushbu jarayon odatda 30-50 soniya davom etadi.

3. Ssenariylar bo‘yicha to‘liq misollar

Ssenariy 1: SW2 va SW3 o‘rtasidagi ulanish uzilishi

Holat:

• SW1 – Root Bridge.
• SW2 ning Gi1/0/3 porti Designated Port (DP) holatida.
• SW3 ning Gi1/0/2 porti Blocking (BLK) holatida.

Ulanish uzilganda:

SW2 va SW3 o‘rtasidagi ulanish yo‘qoladi. SW3 ning Gi1/0/2 porti bloklangan holatda bo‘lgani sababli bu uzilish tarmoq trafikiga bevosita ta’sir qilmaydi.

STP reaksiyasi:

1. SW2 va SW3 Root Bridge (SW1) tomon Topology Change Notification (TCN) yuboradi.
2. Barcha switchlar Topology Change flag o‘rnatilgan BPDU paketlarini qabul qiladi.
3. Layer 2 domenida barcha switchlar MAC jadvalining yashash vaqtini qisqartiradi va eski yozuvlarni tozalaydi.

Natijada trafik SW1 orqali uzatilishda davom etadi, tarmoq topologiyasi barqarorlashadi.

Ssenariy 2: SW1 va SW3 o‘rtasidagi ulanish uzilishi

Holat:

• SW1 – Root Bridge.
• SW3 ning Gi1/0/1 porti Root Port sifatida ishlaydi.
• SW3 ning boshqa porti Gi1/0/2 Blocking holatida.

Ulanish uzilganda:

SW1 va SW3 o‘rtasidagi ulanish yo‘qoladi. SW3 endi Root Bridge bilan aloqa o‘rnata olmaydi va bloklangan portni yangi yo‘l sifatida qayta faollashtirishi kerak.

STP stabilizatsiya jarayoni (fazalar):

1. 1-faza:
   SW1 va SW3 Layer 1 darajasida ulanishning uzilganini aniqlaydi. SW3 portlaridagi BPDU ma'lumotlari avtomatik ravishda tozalanadi.
2. 2-faza:
• Agar SW1 Root Bridge bo‘lmaganda, u Topology Change Notification (TCN) yuborgan bo‘lardi.
• SW3 avvalgi Root Port orqali BPDU olmaganligi sababli boshqa yo‘lni qidira boshlaydi.
3. 3-faza:
   SW1 barcha portlari orqali Topology Change flag o‘rnatilgan BPDU paketlarini tarqatadi. Bu BPDU paketlari tarmoqdagi barcha switchlarga yetib boradi.
4. 4-faza:
• SW2 va SW3 Topology Change flag bilan BPDU’larni qabul qiladi.
• Switchlar MAC yozuvlarning yashash vaqtini forward delay taymeriga (15 soniya) qisqartiradi.
5. 5-faza:
• SW3 bloklangan Gi1/0/2 portni yangi Root Port sifatida faollashtiradi.
• Port Listening (15 soniya) va Learning (15 soniya) holatlaridan o‘tadi.
• Umumiy stabilizatsiya vaqti 30 soniya bo‘ladi.

SW3 yangi yo‘l orqali Root Bridge bilan aloqa o‘rnatib, tarmoqda trafikni tiklaydi.

SW3 uchun umumiy moslashish vaqti 30 soniyani tashkil qiladi: 15 soniya listening holati va 15 soniya learning holati, shundan so‘ng Gi1/0/2 root port sifatida tayinlanadi.

To‘g‘ridan-to‘g‘ri ulanish uzilishi ssenariysi 3

Ushbu ssenariyda SW1 (Root Bridge) va SW2 o‘rtasidagi ulanish uziladi. Bu holatda SW2 va SW3 o‘rtasidagi tarmoq topologiyasi o‘zgaradi va ulanishni tiklash jarayoni boshlanadi. Trafik SW3 ning bloklangan Gi1/0/2 porti sababli Root Bridge ga borolmaydi. STP jarayoni ulanishni qayta tiklash uchun bir necha fazadan o‘tadi.

Holatning qisqacha tavsifi:

1. SW1 – Root Bridge.
2. SW2 ning Gi1/0/1 porti Root Port sifatida ishlamoqda.
3. SW3 ning Gi1/0/2 porti Blocking (BLK) holatida.
4. Ulanish SW1 va SW2 o‘rtasida uziladi, bu esa SW2 ning Root Portini o‘chirib qo‘yadi.

Fazalar bo‘yicha voqealar ketma-ketligi:

1-faza: Ulanish uzilishini aniqlash

• SW1 o‘zining Gi1/0/2 interfeysida signal yo‘qligini sezadi va ulanish uzilganini aniqlaydi.
• SW2 o‘zining Gi1/0/1 portida ulanish uzilishini sezadi va avvalgi BPDU yozuvlarini olib tashlaydi.

2-faza: TCN xabarini yuborish

• Odatda, Root Port orqali TCN (Topology Change Notification) bayrog‘i hosil qilinadi. Ammo, SW1 Root Bridge bo‘lgani sababli, u TCN paketini hosil qilmaydi.
• SW2 avvalgi Root Port orqali BPDU qabul qilmagani sababli boshqa portlar orqali yangi yo‘lni izlaydi. Biroq uning Root Porti uzilgan bo‘lgani uchun u vaqtincha o‘zini Root Bridge deb hisoblay boshlaydi.

3-faza: Topologiya o‘zgarishi haqida BPDU tarqatish

• SW1 barcha portlari orqali Topology Change flag o‘rnatilgan konfiguratsiya BPDU larini uzatadi.
• SW3 bu BPDU paketini qabul qiladi, lekin uning Gi1/0/2 porti hali ham bloklangan holatda bo‘lgani uchun SW2 ga BPDU uzatilmaydi.
• Shu vaqtda SW2 o‘zini Root Bridge deb hisoblab, o‘z BPDU larini yubora boshlaydi.

4-faza: SW3 ning MAC jadvalini yangilash

• SW3 SW1 dan kelgan Topology Change flag bilan BPDU’ni qabul qiladi va MAC jadvalining yashash vaqtini forward delay (standart: 15 soniya) taymeriga qisqartiradi.
• SW3 SW2 dan kelgan BPDU larni rad etadi, chunki SW1 dan kelgan BPDU hali ham ustun hisoblanadi.

5-faza: Max Age taymerining tugashi

• SW3 dagi Max Age taymeri (standart: 20 soniya) tugaydi.
• Gi1/0/2 porti Blocking holatidan chiqib, Listening holatiga o‘tadi.
• SW3 endi SW1 dan kelgan BPDU paketlarini SW2 ga uzata oladi.

6-faza: Yangi Root Port tanlash

• SW2 SW3 orqali SW1 dan BPDU paketini qabul qiladi va bu BPDU’ni ustun deb tan oladi.
• SW2 o‘zining Gi1/0/3 portini yangi Root Port sifatida tanlaydi.
• Port Listening (15 soniya) va keyin Learning (15 soniya) holatlaridan o‘tib, oxir-oqibat Forwarding holatiga o‘tadi.

Vaqt bo‘yicha konvergensiya (50 soniya):

1. Max Age taymeri:
   SW3 ning Max Age taymeri tugashini kutish – 20 soniya.
2. Listening holati:
   SW2 yangi Root Portda BPDU larni tinglaydi – 15 soniya.
3. Learning holati:
   SW2 yangi port orqali MAC manzillarni o‘rganadi – 15 soniya.

Topologiya tiklanish jarayoni tahlili

1. Ulanish uzilishi:
   Ulanish yo‘qolganda Root Bridge va boshqa switchlar darhol buni aniqlaydi.
2. TCN yuborilishi:
   Root Bridge bo‘lmagan switchlar Topology Change Notification (TCN) orqali topologiya o‘zgarishini bildirishga harakat qiladi.
3. Port rollarini yangilash:
   Bloklangan portlar kerak bo‘lsa, Root Port yoki Designated Port sifatida yangilanadi.
4. Listening va Learning:
   Tarmoqda konvergensiya uchun portlar Listening va Learning holatlaridan o‘tadi.
5. Forwarding holat:
   Oxirgi bosqichda barcha yangi portlar Forwarding holatida trafikni qayta uzatishni boshlaydi.