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\setfootsepline{0.5pt}
\ifoot{Franz Kohnle}
\cfoot{Seite \thepage\ von  \pageref{LastPage}}
\ofoot{\today}

\pagestyle{scrheadings}

\begin{document}

% Überschrift 
\begin{center}
\LARGE % Schriftgröße
\bfseries % Fettdruck
\sffamily % Serifenlose Schrift
Spanning Tree Protocol
\end{center}


\section*{Durch redundante Pfade (loops) erzeugte Probleme}
\begin{itemize}
\item Multiple frame transmission
\item MAC database instability
\item Broadcast storms
\end{itemize}

\section*{Lösung}
Aufbruch von Loops durch Blockieren einzelner Switchports mittels STP.

\section*{STP Algorithm (Radia Perlman 1985)}
\begin{enumerate}
\item eine \textbf{Root-Bridge} wählen: Switch mit \textbf{kleinster} BID
\item pro Switch einen \textbf{Root-Port} wählen
\begin{enumerate}
\item Port am \textbf{nächsten} zur Root-Bridge\\(d.h. \textbf{kleinste} Root Path Cost = Summe der Kosten aller Links vom Switch zur Root-Bridge)
\item \textbf{kleinste} Sender BID
\item \textbf{kleinste} Sender Port Priority
\item \textbf{kleinste} Sender Port ID
\end{enumerate}
\item pro Segment (Leitung) einen \textbf{Designated-Port} wählen
\begin{enumerate}
\item Port am \textbf{nächsten} zur Root-Bridge
\item \textbf{kleinste} Bridge ID
\end{enumerate} 
\item alle restliche Ports blockieren (\textbf{Blocked- / Alternate-Ports})
\end{enumerate}

\subsection*{BID (Bridge ID)}
\def\arraystretch{1.5}
\begin{tabular}{| c | c | c |}
\hline
Bridge Priority & Extended System ID & MAC Address\\
                & (= VLAN-ID)        &  \\
4 Bit & 12 Bit & 48 Bit\\ \hline
\end{tabular}\\

\noindent
Die Priority wird angegeben als Vielfaches von 4096 + VLAN-ID (Default: 32769).

\subsection*{IEEE 802.1D BPDU (Bridge Protocol Datas Unit)}
Wird alle zwei Sekunden gesendet.\\\\
\noindent
\begin{tabular}{| c | c | c | c | c | c |}
\hline
... & Root ID & Root Path Cost  & Bridge ID & Port ID & ...\\
5 Byte & 8 Byte & 4 Byte & 8 Byte & 2 Byte & 8 Byte\\ \hline
\end{tabular}

\subsection*{Frameformat}
\begin{tabular}{| c | c | c | c | c | c | c |c |}
\hline
\multicolumn{3}{|c|}{Ethernet-Header} & \multicolumn{3}{|c|}{LLC} & STP & Ethernet-Trailer\\
\hline
ZielMAC & QuellMAC & Length & DSAP & SSAP &  &  &\\
01:80:C2:00:00:00 & ... & ... & 0x42 & 0x42   & ...    & BPDU  & 0000...  \\
Multicast $\rightarrow$ STP &   & & $\rightarrow$ STP &  $\rightarrow$ STP &  &  & \\ \hline
\end{tabular}

\subsection*{Port Cost}
\begin{tabular}{l | r | r}
 & STP & RSTP\\
 & IEEE 802.1D & IEEE 802.1w\\
link speed  & short-path cost & long-path cost\\ \hline
10 Gbit/s & 2 & 2 000\\
1 Gbit/s & 4 & 20 000\\
100 Mbit/s & 19 & 200 000\\
10 Mbit/s & 100 & 2 000 000
\end{tabular}

\subsection*{STP Timer}
\begin{itemize}
\item \textbf{Hello Timer}: Intervall zwischen dem Senden von BPDUs (Default: 2 Sekunden). 
\item \textbf{Forward Delay Timer}: Dauer von Listening und Learning (Default: 15 Sekunden). 
\item \textbf{Max Age Timer}: Zeit bis zum Umschalten ind den Blocking-Modus,\\nachdem keine BPDUs mehr empfangen wurden (Default: 20 Sekunden). 
\end{itemize}

\section*{Types of Spanning Tree Protocols}
\begin{tabular}{c | c | c}
Protocol & Standard & Tree Calculation\\ \hline
STP & IEEE 802.1D & all VLANs\\
RSTP & IEEE 802.1w & all VLANs\\
PVST+ & Cisco & per VLAN\\
Rapid PVST+ & Cisco & per VLAN\\
MSTP & IEEE 802.1s & per Instance\\
MST & Cisco & per Instance
\end{tabular}

\subsection*{Port States}
\begin{tabular}{c | c | c | c | c | c | c }
STP & RSTP  & BPDUs  & BPDUs  & MAC-Adressen  & Datenframes  & Bedeutung\\
802.1D & 802.1w & empfangen &  senden &  lernen &  weiterleiten & \\ \hline\hline
Disabled & Discarding & - & - & - & - & administratively down\\ \hline\hline 
Blocking & Discarding & $\surd$  & - & - & - & Alternate / Backup\\ \hline 
Listening & Discarding & $\surd$  & $\surd$ & - & - & Switchtopologie erstellen\\ \hline 
Learning & Learning & $\surd$  & $\surd$ & $\surd$ & - & MAC-Adressen lernen\\ \hline 
Forwarding & Forwarding & $\surd$  & $\surd$ & $\surd$ & $\surd$ & Daten weiterleiten
\end{tabular}

\subsection*{Rapid PVST+}
\begin{itemize}
\item schnellere Konvergenz
\item Edge Ports (an denen kein Switch dranhängt): schalten sofort auf Forwarding
\end{itemize}



\end{document}
