Diplomarbeit Skalierbare Hochverfügbarkeitslösungen mit Lastverteilung für E-Commerce Sites Mai 2000
3.1.3 Funktionsweise
Der Spanning Tree Algorithmus wird von den Switches dadurch ausgeführt, dass sie BPDU108-Pakete untereinander austauschen. Dabei wird jeder Switch durch eine Identitätsnummer bezeichnet, der sich aus einer seiner MAC-Adressen und einer 16-Bit-Prioritätszahl zusammensetzt. Jeder Switch-Port bekommt ebenfalls eine Identitätsnummer, die nur aus seiner MAC-Adresse besteht. Desweiteren werden jedem Switch-Port noch Pfad-Kosten zugewiesen. Diese sind statisch, können aber von Hand verändert werden.
Die Ausführung des Spanning Tree Algorithmus wird anhand von Abb. 3.4 erläutert. Als erstes wird als Root Switch der Switch mit der niedrigsten Identitätsnummer ausgewählt, in diesem Fall Switch 1. Es ist sinnvoll, durch verändern der Prioritätszahl einen Backbone Switch als Root Switch festzulegen, um die hierarchische Topologie des Netzes zu erhalten. Zusätzliche Backbone Switches können dabei durch entsprechende Prioritätseinstellung zur gleichmäßigeren Lastverteilung genutzt werden. Als nächstes wird für jeden weiteren Switch der Root Port festgestellt. Das ist der Port, über den mit den geringsten Pfadkosten109 der Root Switch erreichbar ist. Als letztes wird von jedem Netzsegment der Designated Port ausgewählt. Jede Verbindung zwischen zwei Switches zählt als Netzsegment. Als Designated Port zählt immer der Port, über den der Root Switch mit den geringsten Pfadkosten zu erreichen ist. Alle Ports des Root Switch sind automatisch Designated Ports. Nun geht von jedem Switch jeder Port, der nicht Root-Port oder Designated-Port ist, in den Blocked-Modus. Über jede Verbindung, bei der sich eine Seite im Blocked-Modus befindet, können keine Daten mehr versendet oder empfangen werden.110
Durch diesen Algorithmus sorgt das Spanning Tree Protokoll dafür, dass alle Verbindungen, die zu Schleifen führen, deaktiviert werden.
Abbildung 3.4 : Ausführung des Spanning Tree Algorithmus
3.1.4 Vor- und Nachteile
Der Vorteil des Spanning Tree Protokolls besteht darin, dass es sicher und erprobt ist.
Nachteilig allerdings ist, dass durch Spanning Tree keine Load Balancing Funktionalität geboten wird. Bei Überlastung können einmal deaktivierte Verbindungen nicht zur Lastverteilung genutzt werden. Ein weiterer Nachteil besteht in der hohen convergence time111, die bis zu 50 sec. betragen kann.
108Bridge Protocol Data Unit
109engl.: lowest root path cost
110vgl. <44>
111Die Zeit, die ein Netz nach einer Störung braucht, um wieder voll funktionsfähig zu sein