• Autores: Bernardo Tavares Narcizo, Luciano Silva Leite, Luiz Henrique Pinho de Sá • Curso: Engenharia de Computação e Informação - UFRJ • Disciplina: Redes de Computadores II • Trabalho: www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2012_2/st/ • Ano: 2012 Apresentação sobre Spanning Trees e Shortest Path Bridging: algoritmos e protocolos de rede.

1. Spanning Trees e
Shortest Path Bridging
Universidade Federal do Rio de Janeiro - Escola Politécnica
EEL879 - Redes de Computadores II (2012.2)
Professores: Luis Henrique Maciel Kosmalski Costa
Otto Carlos Muniz Bandeira Duarte
Bernardo Tavares Narcizo
Luciano Silva Leite
Luiz Henrique Pinho de Sá
Trabalho: www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2012_2/st/

2. Introdução
 Fundamental
 Disponibilidade
 Necessidade
 Redundância
 Confiabilidade
 Ponto único de falha
 Loops

3. Introdução
 Disponibilidade e Redundância:

4. Introdução
 Disponibilidade e Redundância:

5. Introdução
 Disponibilidade e Redundância:

6. Introdução
 Disponibilidade e Redundância:

7. Introdução
 Problema
 Loops
Físicos
 Quadros sem TTL (time to live)
 Rede inutilizável

8. Soluções
 Spanning Tree Protocol
 Rapid Spanning Tree Protocol
 Multiple Spanning Tree Protocol
 Shortest Path Bridging

9. Spanning Tree Protocol
 Histórico
 1985
Radia Perlman
 DEC STP
 1990
IEEE
 IEEE 802.1D

10. Spanning Tree Protocol
 Características
 Grafo
 BPDU (Bridge Protocol Data Units)
 Comunicação
 Estados das Portas

11. Spanning Tree Protocol
 Estados das Portas
 Disabled
 Blocking
 Listening
 Learning
 Fowarding

12. Spanning Tree Protocol
 Funcionamento
Algorhyme
I think that I shall never see a graph more lovely than a tree.
A tree whose crucial property is loop-free connectivity.
A tree that must be sure to span so packets can reach every LAN.
First, the root must be selected.
By ID, it is elected.
Least-cost paths from root are traced.
In the tree, these paths are placed.
A mesh is made by folks like me,
then bridges find a spanning tree.
Radia Perlman

13. Spanning Tree Protocol
 Funcionamento
 Escolher Bridge Raiz
 Escolher Portas Raiz
 Escolher Portas Designadas
 Bloquear Portas não usadas

14. Spanning Tree Protocol
 Escolher Bridge Raiz
 Bridge ID
3
24 92 12
4 5 7
Root Bridge

15. Spanning Tree Protocol
 Escolher Portas Raiz
 Cálculo de distâncias
 RP: Porta Raiz
RPRP
RP
RP
RPRP
3
24 92 12
4 5 7
Root Bridge

16. Spanning Tree Protocol
 Escolher Portas Designadas
 Cálculo de custos
 DP: Porta Designada
DP
DP
DP
DP
DPDP
RPRP
RP
RP
RPRP
3
24 92 12
4 5 7
Root Bridge

17. Spanning Tree Protocol
 Bloquear demais portas
 BP: Porta Bloqueada
BP
BP
DP
DP
DP
DP
DPDP
RPRP
RP
RP
RPRP
3
24 92 12
4 5 7
Root Bridge

18. Spanning Tree Protocol
 Árvore Final
 DP: Portas Designadas
 RP: Portas Raiz
 BP: Portas Bloqueadas

19. Spanning Tree Protocol
 Problema
 Tempo

20. Rapid Spanning Tree Protocol
 Histórico
 IEEE 802.1w
 Em 2004
 Incorporado pela IEEE no padrão 802.1D

21. Rapid Spanning Tree Protocol
 Características
 Evolução do STP
 Estado novo
 Funções das portas novas
 Tipo de segmento
 Processo de proposta e acordo
 Dispensa de temporizador

22. Rapid Spanning Tree Protocol
 Estados de porta
 Descarte
 Aprendizagem
 Encaminhamento

23. Rapid Spanning Tree Protocol
 Funções de Porta
 Porta raiz
 Porta designada
 Porta alternativa
 Porta de backup

24. Rapid Spanning Tree Protocol
 Tipos de Porta
 Porta de extremidade
 Portas de
não-extremidade
 Tipos de Segmento
 Segmento ponto-a-ponto
 Segmento compartilhado

25. Multiple Spanning Tree Protocol
 Características
 Evolução do RSTP
 Menor tempo de convergência da
topologia
 Não calcula uma instância para cada
VLAN

26. Multiple Spanning Tree Protocol
 Funcionamento

27. Shortest Path Bridging
 Características
 Rede é melhor aproveitada
 Menor tempo de convergência

28. Shortest Path Bridging
 Os STPs sub utilizam a rede

29. Shortest Path Bridging
 Múltiplas Spanning Trees

30. Shortest Path Bridging
 Caminhos simétricos são necessários!

31. Shortest Path Bridging
 Caminhos simétricos são necessários!

32. Shortest Path Bridging
 Caminhos simétricos são necessários!

33. Shortest Path Bridging
 Vetores de Caminho

34. Shortest Path Bridging
 Vetores de Caminho

35. Shortest Path Bridging
 Caminhos Simétricos

36. Comparação entre soluções
 STP X RSTP
 RSTP X MSTP
 MSTP X SPB

37. Conclusão
 Porte da rede
 Tempo de convergência

38. Bibliografia
 [1] GOMES, JORGE. Introdução às Redes e Protocolos TCP/IP,
[http://www.lip.pt/computing/publications/tcpip_v2_sessao_4.pdf],
 [2] SOLIE, KARL; LYNCH, LEAH. IEEE 802.1d Spanning Tree Protocol (STP), 2004.
 [3] DE SOUZA, ALESSANDRO G. Spanning Tree Protocol, 26 de março de 2009.
Monografia (Bacharelado em Sistemas de Informação) - União Educacional de Minas
Gerais - Faculdade de Ciências Aplicadas de Minas.
 [4] WOJDAK, WALD. Rapid Spanning Tree Protocol: A new solution from an old
technology. CompactPCI Systems, Março de 2003.
 [5] FINN, NORMAN. Multiple Spanning Trees in 802.1Q, 26 de setembro de 1996.
 [6] Understanding Multiple Spanning Tree Protocol (802.1s). CISCO, 17 de abril de
2007.
 [7] SEAMAN, MICK. Shortest Path Bridging, 20 de março de 2005.
 [8] Motoyama, S. Introdução às Redes de Computadores Aula 12: Comutação de
pacotes: LANs Comutadas.
http://www.dt.fee.unicamp.br/~motoyama/EA074/Aulas/Aula-12.pdf
 [9] FINN, NORMAN. Shortest Path Bridging.
http://www.ieee802.org/1/files/public/docs2005/aq-nfinn-shortest-path-0905.pdf

39. Bibliografia
 [10] Araújo, Paulo. Spanning Tree Protocols: Evoluções. Área Departamental de
Engenharia de Electrónica e Telecomunicações e de Computadores. Instituto Superior
de Engenharia de Lisboa (ISEL)
http://www.deetc.isel.ipl.pt/redesdecomunic/disciplinas/RI/acetatos/STP%20Evolu%
C3%A7%C3%A3o.pdf
 [11] CCNA_-_Módulo_3_-_Switching_Basico_e_Roteamento_Intermediário
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfHwUAH/ccna-modulo-3-switching-basico-
roteamento-intermediario
 [12] Pol, Ronald v. d. TRILL and IEEE 802.1aq Overview
https://noc.sara.nl/nrg/publications/TRILL-SPB.pdf
 [13] FINN, NORMAN. Shortest Path Bridging. An Update on Bridging Technologies
IEEE Tutorial, 18 de Julho de 2005
http://www.ieee802.org/802_tutorials/05-July/nfinn-shortest-path-bridging.pdf

40. Perguntas
1) Qual o problema que o algoritmo spanning
tree resolve?
2) Qual a principal limitação do STP?
3) Qual a vantagem das portas Backup e
Alternativa?
4) Quais são algumas características do RSTP
e MSTP?
5) Cite as vantagens em utilizar o SPB ao
invés dos STPs.

41. Perguntas
1) Qual o problema que o algoritmo spanning
tree resolve?
Constrói uma topologia lógica redundante e livre de
loops a partir de uma rede com loops físicos.

42. Perguntas
2) Qual a principal limitação do STP?
O STP possui como principal limitação o longo tempo de
reconvergência do algoritmo quando ocorre alguma
mudança na rede. Isso ocorre devido ao delay que existe
na mudança de estado de uma porta, de blocking para
fowarding.

43. Perguntas
3) Qual a vantagem das portas Backup e Alternativa?
A porta Backup fica em estado de discard pronta para
assumir caso a porta designada de seu segmento falhe
por algum motivo. Já a porta Alternativa também fica em
estado de discard pronta para subtituir a porta raiz da
bridge caso esta falhe. Ambas as portas podem assumir
assim que ocorrer a falha, ou seja, não precisam
aguardar um determinada tempo para transitar de
estado, como ocorria no STP.

44. Perguntas
4) Quais são algumas características do RSTP e
MSTP?
O RSTP possui novo estado de porta, discard, possui
novos conceitos, por exemplo, o conceito de segmento e
a implementação do mecanismo de proposta e acordo.
Já o MSTP utiliza a tática de “dividir para conquistar” em
uma rede muito grande, para conseguir agrupar VLANs
com topologias semelhantes. para então aplicar o RSTP
para conseguir chegar a uma spanning tree.

45. Perguntas
5) Cite as vantagens em utilizar o SPB ao invés dos
STPs.
SPB possui menor tempo de convergência que os STPs e
aproveita melhor as redundâncias da rede.