Bridge and switch
عمل switching به سه روش صورت میگیرد
• Store and forward
• Cut trough
• Fragment free
Store and forward
• ساده ترین حالت است و در این روش فریم های رسیده در بافر نگهداری شده و قبل از پردازش crc مربوط به آنها محاسبه گردیده سپس در صورت صحت ارسال خواهد شد.
• در صورت عدم صحت فریم حذف خواهد شد.
• این رو در بریجها استفاده مشود اما در سوئیچها از روشهای دیگر هم استفاده میگردد.
Cut trough
• در این روش فقط قسمت اولیه فرم به نام preamble و mac آن چک شده و در صورت صحت پکت ارسال خواهد شد.
• نقطه قوت روش سرعت بالا و نقطه ضعف آن عدم بررسی crc میباشد.
• چرا؟
• این روش بهبود نیز یافته است.چگونه؟با روش dynamic switching
Fragment free
• این روش modified cut trough نیز نامیده میشود و در آن 64 بایت اولیه فریم بررسی میگردد.این روش ، بسیار مناسب برای عملیات switching میباشد و به آن روش Runtless نیز میگویند زیرا پکت های runt را حذف میکند.حالت پیش فرض 1900 میباشد.
• سخت افزار switch ها یک عامل تعیین کننده برای روش میباشد .مثلا 2950 از روش store and forward بهره میگیرد .
عمل Switching:طی سه مرحله انجام میگردد:
• Learning
• Forwaing
• Remove the layer 2 loops
• عمل transparent bridging:بدین مفهوم میباشد که سایر تجهیزات از وجود عملیات ذکر شده در شبکه بی خبرند و عملیات سوئیچینگ را حس نمیکنند
انواع فریم:
• Broacast:
آدرس mac گیرنده ffff.ffff.ffff میباشد
• Multicast
آدرس mac گیرنده یک رنج خاص میباشد
0100.5e00.0000 تا 0100.5e7f.ffff
• Unicast
یک mac خاص به جز رنج بالا میباشد.
عمل flood:انتشار پکتها در کل شبکه یا بخشی از آن میباشد.
سوئیچ ها بطور کلی 3 نوع پیام را flood میکنند:
Broacast
Multict
پروتکل STP: این پروتکل در سوئیچها بکار میرود و وظیفه آن ایجاد مسیرهای مطمئن و همچنین پشتسبان برای جلوگیری از ایجاد loop و ... میباشد و دارای دو نسخه است:
• DEC: توسط HP و COMPAQ ایجاد گردید
• IEEE 802.1.D:پیش فرض شرکت سیسکو
• نکته :این دو نسخه با هم سازگار نمی باشند .باید عمل یکسان سازی را در طراحی شبکه رعایت کنیم.
• Bridges protocol data unit: این پکتها با نام اختصاری BPDU در پروتکل stp بکار گرفته میشوند.
• جهت جلوگیری از ایجاد loop سوئچ توسط پروتکل stp پکت های مزبور را در شبکه ارسال میکند.در این حالت فقط یک مسیر لایه دوم بصورت loop باقی خواهد ماند و سوئیچ سایر مسیر ها را خواهد بست.
• هر 2 ثانیه یکبار ارسال میگردند.حاوی اطلاعاتی مانند switch id و bridge id میباشند.
طی مراحل زیر پروتکل STP عمل میکند:
• انتخاب root switch: این کار توسط پکت های bpdu صورت میگیرد .این پکت توسط هر سوئیچ حاوی اطلاعات زیر میباشد:
• Priority:همیشه برابر با 32767 بوده و به طول 2 بایت میباشد.بطور کلی ثابت بوده و با دستکاری آن بصورت دستی میتوان یک سوئیچ را root switch نمود.زیرا اولویت با آن میباشد.
• Mac address:6 بایت میباشد و اولویت دوم است.البته چون priority معمولا ثابت و یکسان میباشد بنابراین اولویت معمولا به mac پایین تر داده میشود.
• نکته: در حالت استفاده از vlan به ازاء هر یک از vlan ها یک پروتکل stp جداگانه میتوان پیکربندی نمود.
• Root port پورتی که فقط از طریق آن میتوان با rootswitch ارتباط برقرار نمود.
• عمل انتخاب rootport بصورت هوشمندانه توسط rootswitch انجام خواهد گردید.
• خود rootswitch دارای rootport نمیباشد.
• به هر پورت پورت عدد cost نسبت داده میشود.
• هرچقدر cost کمتر باشد آن پورت دارای الویت بیشتر میباشد.این عدد با پهنای باند رابطه معکوس دارد.یعنی هر چقدر از پورت استفاده بیشتری گردد آن پورت cost کمتری خواهد داشت.
• پارامتر دیگر pathcost میباشد که مسیر محتمل موجود بین rootswitch و سوئیچ مورد نظر میباشد.
Designated port
• در یکsegment از یک شبکه یک پورت وجود دارد که ترافیک آن سگمنت را از خود عبور میدهد که به آن designated port گویند.
• انتخاب designated پورت نیز یک از وظایف پروتکل stp میباشد.
• مراحل انتخاب مانند انتخاب rootport میباشد.
مراحل انتخاب بهترین مسیر
- Pathcost کمتر
- Switchid کمتر
- Port periority کمتر
- در صورت ناموفق بودن روشهای بالا پورت که از لحاظ ترتیب قرار گرفتن کمتر باشد.مثلا ethernet 0/1 در 1900 و fastethernet 0/1در 2950 .
-
حالات مختلف پورتها در سوئیچ
• Blocked
• Listening
• Learning
• Forwarding
• Disable
• نکته : حالت disable در Stp وجود ندارد.
حالت blocked
• 20 ثانیه بوده و در موارد زیر رخ میدهد:
- انتخاب rootswitch
- انتخاب یک مسیر بهتر از مسیر کنونی توسط پیغام bpdu
- در حالتی که پورت نه rootport باشد و نه designated port
- مرحله بعدی listening است
Listening
• 15 ثانیه بوده و یک باز نگری کلی در وضعیت توپولوژی شبکه انجام میشود.
• فقط پورتهائی که کاندید root یا deignated میباشند وارد این مرحله میگردند.
Lreaning
• 15 ثانیه بوده و در حقیقت علاوه بر در یافت و ارسال پیامهای bpdu سوئیچ ها جداول cam خود را نیز کامل میکنند.
• هیچ پیامی به هیچ مقصدی ارسال نخواهد شد.
Forwarding
• کار اصلی سوئیچ شروع میشود
• نکته : وضعیت disable
پورتی در این وضعیت قرار میگیرد که :
- یا بصورت دستی توسط ما disable شده باشد.
- توسط stp ، disable شده باشد.
- قطعی کابل یا ... داشته باشیم.
• با توجه به مراحل بالا زمان convergence شبکه در چه محدوده ای خواهد بود؟
• آیا زمان مورد نظر قابل بهبود است؟
• Portfast چیست؟
• چه قابلیتی موجب کاهش زمان convergence در portdat میگردد؟
Rapid stp or rstp
• بوسیله 802.11w تعریف میگردد و مدل بهبود یافته 802.11d میباشد.
• در این مدل فقط 3 حالت برای هر پورت داریم:
• Discarding: معادل سه حالت listening , blocked , disable میباشد.
• learning
• در Rstp علاوه بر designated port , rootport دو پورت دیگر نیز استفاده میشود :
• Alternate port: یک پورت جانشین برای rootport میباشد.
• backup port: جانشینی برای deignated port می باشد.
• تفاوت عمده دیگر:نقش هر پورت نیز در bpdu گنجانیده میگردد.
• تفاوت دیگر: زمان انتظار از 20 ثانیه به 6 ثانیه بهبود یافته است.
• یک خاصیت مهم:rapid transition
شبیه به portfast بوده و باعث میگردد تا edge port همیشه در حالت forwaring باشد.
مثال 1:نام سوئیچ را ICT گذاشته و برای تغییر وضعیت به privilage mode و اتصال از طریق کنسول پسورد گزاری کنید:
Switch>enable
Switch#show interface fastethernet 0/13
Switch#show interfaces status
Switch#show mac-address-table dynamic
Switch#show runing-config
Switch#show startup-config
مثال 2:برای اتصال از طریق telnet نیز پسورد گزاری کنید.
ICT>enable
ICT#config t
ICT(config)#line vty 0 15
ICT(config-line)#password azizi3
ICT(config-line)#login
ICT(config-line)#exit
ICT(config)#login
ICT(config)#exit
ICT#copy run start
مثال 3:fastetethernet 0/1 را روی حالت auto duplexو سرعت 100 mbps تنظیم نمایید و آن را up نمایید:
ICT>en
ICT#conf t
ICT(config)#interface fastethernet 0/1
ICT(config-if)#speed 100
ICT(config-if)#duplex auto
ICT(config-if)#no shutdown
ICT(config-if)#exit
ICT(config)#exit
ICT#copy run start
مثال4:به vlan 1 روی سوئیچ ip دهید.همچنین gateway سوئیچ را نیز تعیین نمایید:
ICT#conf t
ICT(config)#interface vlan 1
ICT(config-if)#ip address 192.168.0.120 255.255.255.0
ICT(config-if)#no shutdown
ICT(config-if)#exit
ICT(config)#ip default-gateway 192.168.0.90
ICT(config)#^z
ICT#copy run start
مثال ۵:
:(امنیت پورت)امنیت پورت را به گونه ای روی پورتهای سوئیچ برقرار کنید که اولا خود سوئیچ بصورت خودکار mac ها را یاد بگیرد و ثانیا حد اکثر7 عدد mac address روی هر پورت قابل شناسائی باشد و ثالثا در صورتی که به جز mac های مزبور یک mac اضافه رویت شد و یا به هر دلیلی یکی از mac هاعوض شد همه mac ها را قطع کند تا مشکل برطرف گردد و برای رفع مشکل نیاز به no shutdown نمودن دستی پورت متخلف باشد:
Swt#conf t
Swt(config)#interface fastethernet 0/1
Swt(config-if)#switchport mode access
Swt(config-if)#switchport port-security
Swt(config-if)#switchport port-security max 7
Swt(config-if)# switchport port-security mac-address sticky
Swt(config-if)# switchport port-security violation shutdown
Shutdown:پورت مجرم shutown شده و باید بصورت دستی no shutdown گردد.
protect:پورت مجرم قطع شده اما بقیه به فعالیت خود ادامه میدهند.
Retrict:همه را قطع میکند تا مورد بر طرف گردد.
:( ادامه امنیت پورت) درمثال قبل به جای دستور shutdown از دستور دیگری طوری استفاده کنید که در صورت مشاهده تخلف در تعداد mac ها فقط مورد متخلف محدود شده و سایر پورتها به فعالیت خود ادامه دهند:
جواب: مانند قبل است با این تفاوت که به جای دستور
Swt(config-if)# switchport port-security violation shutdown
از دستور
Swt(config-if)# switchport port-security violation protect
استفاده می نمائیم .
نکته : درصورتی که مایل باشیم همه قطع شوند اما در صورت رفع مورد همه وصل شوند از دستور زیر استفاده می نمائیم :
Swt(config-if)# switchport port-security violation restrict
برای دردست داشتن یک محیط شبیه سازی شده جهت کار با سوئیچها (با توجه به قیمت بالای آنها) من نرم افزار boson simulator را توصیه میکنم که از روی اینترنت میتوان آن را یافت نمود اما در صورت نیاز به خرید آن نیز میتوانید با من تماس بگیرید تا ترتیب خرید آن را بدهم (قیمت نسخه کرک شده جدید 10000 تومان میباشد) شماره تماس09133285993
دانستن نکات زیر هنگام کار با boson خالی از لطف نیست:
• فرض بر این است که از طریق کابل کنسول متصل میباشیم.
• استفاده از کلید tab دستورات ناقص تایپ شده ما را تکمیل میکند.
اگر استفاده از کلید tab جواب نداد معمولا یعنی اینکه در محیط صحیح از آن دستور استفاده نمی کنیم.مثلا برای پسورد گزاری روی اتصال از طریق کنسول هرگاه وارد وضعیت configure terminal نشده باشیم استفاده از tab key جهت تکمیل دستور enable secret xxxx بی فایده میباشد.
امیدوارم از مطالب گفته شده استفاده کرده باشید.در قسمتهای بعد مطالب بیشتری را بیان خواهم نمود
این وبلاگ به دور از هر گونه حاشیه تنها به مباحث فناوری اطلاعات و ارتباطات می پردازد. برخی مطالب به عنوان نکات قابل توجه از سایتهای دیگر در این وبلاگ درج میشود که حتما از نویسنده اصلی با ذکر منبع تقدیر و تشکر خواهد شد.