Протокол резервирования RSTP

8 сентября 2023 г.

Для обеспечения надежности промышленных сетей Ethernet между устройствами часто используются резервные каналы связи для предотвращения потери данных при обрыве соединения. В таких топологиях существует вероятность возникновения широковещательных штормов из-за петель в резервных каналах. Для обеспечения нормального функционирования таких отказоустойчивых систем был создан протокол STP (Spanning Tree Protocol) с временем восстановления 30-50 секунд. Со временем данный протокол был переработан, и появился обновленный стандарт RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).

Особенности протокола RSTP

Время восстановление — более 5 сек
Рекомендуется использовать до 7 коммутаторов для построения топологии
Поддерживается управляемыми коммутаторами всех производителей
В топологии могут принимать участия как управляемые, так и неуправляемые коммутаторы любого производителя (при наличии неуправляемых устройств время восстановления увеличивается)

Принцип работы RSTP

В первую очередь выбирается корневой коммутатор (Root Bridge), к которому поступает вся информация о дереве RSTP. В сети может быть только один корневой коммутатор, приоритет (Bridge Priority) которого наименьшее в сети. Корневой коммутатор может автоматически изменяться в зависимости от состояния топологии. Его задача состоит в том, чтобы периодически отправлять специальные пакеты Bridge Protocol Data Units (BPDU) со служебной информацией о состоянии топологии другим устройствам для обеспечения стабильной работы сети.

Далее происходит распределение ролей портов всех коммутаторов:

Корневой порт (Root port) — порт, ведущий к корневому коммутатору; именно через этот порт будут передаваться данные в сети,
Назначенный порт (Designated) — порт, ведущий от корневого коммутатора. Через него также передаются данные,
Альтернативный (Alternate) — резервный корневой порт коммутатора,
Резервный (Backup) — резервный назначенный порт.

Альтернативный и резервный порты не участвуют в передаче данных, пока не произойдет обрыв связи. Коммутаторы блокируют передачу данных по этим портам во избежание образования петель.

Настройка резервирования по протоколу RSTP

Назначаем каждому коммутатору в топологии индивидуальный IP-адрес в разделе IP Configuration

В разделе Redundancy -> Spanning Tree -> Bridge Settings включаем использование протокола резервирования в строке Global Enable
Выбираем нужный протокол в строке Protocol Version
Назначаем Bridge Priority. По схеме: у корневого коммутатора — 0, у SW2 — 4096, а у SW3 — 8192
Остальные параметры оставляем по умолчанию

В разделе Redundancy -> Spanning Tree -> CIST Ports назначаем порты, которые будут участвовать в кольце RSTP, выставив галочки напротив порта

После завершения всех настроек необходимо сохранить конфигурацию: Maintenance -> Save Current Configuration.

Рекомендуем использовать протокол RSTP в промышленной автоматизации в том случае, если в сети используется оборудование разных производителей, т.к. это стандартный протокол резервирования.