كيفية حل مشكلة مشاكل بروتوكول شجرة الامتداد (STP)؟

يمكن أن تؤدي مشكلات بروتوكول الشجرة الممتدة (STP) إلى حلقات الشبكة وتدهور الأداء وانقطاع الشبكة بشكل متقطع. يعد بروتوكول STP ضروريًا لمنع الحلقات في شبكات Ethernet، ولكن التكوين غير الصحيح أو قيود الأجهزة أو عيوب تصميم الشبكة يمكن أن تؤدي إلى حدوث مشكلات. فيما يلي مشكلات STP الشائعة والحلول لحلها:

1. عدم استقرار الشبكة بسبب التحديد غير الصحيح لجسر الجذر

مشكلة: إذا تم تحديد المحول الخاطئ باعتباره الجسر الجذري، فقد يؤدي ذلك إلى أداء دون المستوى الأمثل للشبكة، حيث تستغرق حركة المرور مسارات أطول أو أقل كفاءة.

حل:

قم بتعيين أولوية الجسر الجذري الصحيحة: تأكد من أن أقوى محول مركزي في شبكتك لديه أدنى أولوية للجسر، مما يجعله الجسر الجذري.

يأمر (على محولات سيسكو):

مثال: قم بتعيين الأولوية على 4096 للمحول للتأكد من أنه يصبح الجذر.

تحقق من الجسر الجذري الحالي عن طريق إصدار أمر مثل عرض الشجرة الممتدة للتحقق من المفتاح الذي يمثل الجسر الجذري وضبطه إذا لزم الأمر.

2. التغييرات المتكررة في طوبولوجيا STP

مشكلة: يمكن أن تؤدي التغييرات المستمرة أو المتكررة في الهيكل (TCNs) إلى تعطيل الشبكة، مما يتسبب في إعادة حساب الشجرة الممتدة وانقطاع حركة المرور مؤقتًا.

حل:

تمكين PortFast على منافذ الحافة: تقوم تقنية STP بإعادة حساب هيكل الشبكة عند توصيل الأجهزة بمنفذ. من خلال تمكين PortFast على منافذ الوصول أو منافذ الحافة (المنافذ التي تتصل بأجهزة المستخدم النهائي، وليس المحولات الأخرى)، فإنك تمنع عمليات إعادة الحساب غير الضرورية.

يأمر (على محولات سيسكو):

حارس BPDU: قم بتمكين BPDU Guard للحماية من تغييرات الهيكل غير المقصودة عن طريق إغلاق المنفذ في حالة استلام BPDU على منفذ مُمكّن عليه PortFast.

3. المنافذ المحظورة أو الخاطئة بسبب تكوين STP بشكل خاطئ

مشكلة: قد تظل المنافذ في حالة الحظر، مما يؤدي إلى قطع الارتباطات الصالحة، أو قد تتنقل المنافذ بين الحالات، مما يتسبب في عدم الاستقرار.

حل:

--- تحقق من حالة STP على منافذ المحول المتأثرة باستخدام عرض الأوامر شجرة ممتدة لرؤية حالات المنفذ (الجذر، المعين، الحظر، وما إلى ذلك).

--- التأكد من عدم وجود حلقات: قم بفحص هيكل الشبكة فعليًا وتأكد من إدارة المسارات المتكررة بشكل صحيح بواسطة STP.

--- تكوين VLAN STP المتسق: تأكد من أن جميع المحولات تحتوي على تكوينات VLAN متسقة في حالة استخدام بروتوكول الشجرة الممتدة لشبكة VLAN المتعددة (MSTP) أو الشجرة الممتدة لكل شبكة VLAN (PVST). يمكن أن تؤدي تكوينات VLAN غير المتطابقة إلى عمل المنافذ بشكل غير متوقع.

4. التقارب البطيء للشجرة الممتدة

مشكلة: يمكن أن يستغرق بروتوكول STP وقتًا طويلاً جدًا للتقارب، خاصة على الشبكات التي تحتوي على شبكات VLAN متعددة، مما يتسبب في توقف الشبكة أثناء تغييرات الهيكل (على سبيل المثال، فشل الارتباط أو الجهاز).

حل:

استخدم بروتوكول الشجرة الممتدة السريع (RSTP): يوفر RSTP أوقات تقارب أسرع بكثير من STP التقليدي. فهو يقلل بشكل كبير من الوقت الذي تستغرقه المنافذ للانتقال من الحظر إلى إعادة التوجيه.

يأمر (على محولات سيسكو):

ضبط مؤقتات STP: على الرغم من أن ذلك ليس ضروريًا عادةً مع RSTP، بالنسبة لشبكات STP التقليدية، فكر في ضبط المؤقتات التالية:

مرحبا الوقت: الفاصل الزمني بين عمليات إرسال BPDU (الافتراضي هو ثانيتان).

تأخير إلى الأمام: الوقت المستغرق في حالات الاستماع والتعلم (الافتراضي هو 15 ثانية).

الحد الأقصى للعمر: ما هي مدة صلاحية BPDU قبل إعادة حساب الهيكل (الافتراضي هو 20 ثانية).

5. تم تكوين حارس BPDU ومرشح BPDU بشكل خاطئ

مشكلة: يمكن أن يؤدي الاستخدام غير الصحيح لـ BPDU Guard وBPDU Filter إلى تعطيل المنافذ الشرعية أو تكوين حلقات الشبكة.

حل:

حارس BPDU: تأكد من تمكين BPDU Guard فقط على منافذ الحافة حيث لا تتوقع استقبال إطارات BPDU. سيقوم BPDU Guard بتعطيل المنفذ إذا تم اكتشاف BPDU، مما يمنع الحلقات المحتملة.

عامل تصفية BPDU: كن حذرًا مع عامل تصفية BPDU، لأنه يعطل STP على المنفذ، مما قد يؤدي إلى حدوث حلقات. ويجب استخدامه في سيناريوهات محددة حيث تحتاج إلى منع عمليات إرسال BPDU ولكن لا تقم بتعطيل STP بالكامل.

--- تحقق من تكوين كل من BPDU Guard وFilter على الواجهات.

6. تكوينات STP غير متناسقة عبر المحولات

مشكلة: يمكن أن تتسبب إعدادات STP غير المتسقة، خاصة في البيئات متعددة البائعين أو المواقع المتعددة، في قيام المحولات بتفسير وحدات BPDU بشكل مختلف، مما يؤدي إلى حدوث حلقات أو هيكل تم تكوينه بشكل خاطئ.

حل:

توحيد تكوينات STP: استخدم نفس متغير STP (على سبيل المثال، RSTP أو PVST) عبر جميع المحولات في الشبكة.

مزامنة تكوينات VLAN: تأكد من أن معرفات وإعدادات VLAN متسقة عبر جميع المحولات لتجنب عدم تطابق VLAN الذي قد يؤدي إلى تعطيل حسابات STP.

7. حلقات بروتوكول الشجرة الممتدة

مشكلة: قد تحدث حلقة عندما يفشل بروتوكول STP في حظر مسار متكرر، مما يؤدي إلى حدوث عواصف بث على مستوى الشبكة.

حل:

مراجعة تصميم الشبكة: تأكد من عدم وجود مسارات متكررة غير متوقعة لم يأخذها STP في الاعتبار. تأكد من حظر المسارات المتكررة بشكل صحيح بواسطة STP.

حارس الجذر: قم بتمكين Root Guard على المنافذ المخصصة حيث يجب ألا يتغير الجسر الجذري. يساعد هذا في منع اختيار المحول الخادع ليكون بمثابة الجسر الجذري.

الحرس حلقة: قم بتمكين Loop Guard على المنافذ غير المخصصة لمنعها من الانتقال بشكل خاطئ إلى حالة إعادة التوجيه.

8. مشكلات STP الخاصة بشبكة VLAN

مشكلة: في البيئات التي تحتوي على شبكات VLAN متعددة، يمكن أن تصبح حسابات الشجرة الممتدة أكثر تعقيدًا، مما قد يتسبب في حدوث مشكلات خاصة بشبكة VLAN.

حل:

استخدم PVST أو MSTP: استخدم بروتوكول الشجرة الممتدة لكل شبكة محلية ظاهرية (PVST) أو بروتوكول الشجرة الممتدة المتعددة (MSTP) لفصل مثيلات الشجرة الممتدة لكل شبكة محلية ظاهرية. وهذا يمنع أي تغيير في الهيكل من التأثير على الشبكة بأكملها.

ضمان اتساق VLAN: تأكد من تطابق تكوينات VLAN عبر جميع المحولات لمنع حدوث مشكلات في طبولوجيا الشجرة الممتدة الخاصة بشبكة VLAN.

ملخص الإجراءات:

1. تأكد من الاختيار الصحيح لجسر الجذر من خلال تحديد الأولويات.

2. قم بتمكين PortFast وBPDU Guard على منافذ الحافة لتقليل التغييرات غير الضرورية في الهيكل.

3. استخدم RSTP لتحقيق تقارب أسرع وأداء مستقر للشبكة.

4. قم بضبط مؤقتات STP في إعدادات STP التقليدية، إذا لزم الأمر.

5. تمنع التكوينات المتسقة عبر المحولات وإعدادات STP القياسية التكوينات الخاطئة.

6. قم بتمكين Root Guard وLoop Guard لحماية سلامة طوبولوجيا STP.

7. تحقق من إعدادات الشجرة الممتدة الخاصة بشبكة VLAN لتصميمات الشبكات الأكثر تعقيدًا.

من خلال مراقبة إعداد STP الخاص بك وتكوينه بعناية، يمكنك ضمان وجود شبكة فعالة وخالية من الحلقات، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل ومشكلات الأداء.