عالم شبكات سيسكو

Eng. Ahmad H Almashaikh 321  النموذج الثالث مكون من اربعة سويتشاتSW 3 , SW 4 SW 1 , SW 2 , و نلاحظ إنه تم الربط من خلال 2 لينك لكل سويتش , ونلاحظ ايضاً إنه تم ايقاف أحد الينكات في كل سويتش , في هذه الحالة يجب أن نعرف أن بروتوكول الـ STP قام بعملية الانتخاب و قام بتحديد لينك واحد لعملية إرسال و استقبال البيانات و تم تحديد سويتش رائيسي Root Bridge , بمعنى في هذه الحالة لا يوجد ما يمسى دوران البيانات في الشبكة سنقوم بنظر على النموذج و بعده سأقوم بشرح النموذج بشكل كامل أنظر للنموذج التالي :  لاحظ في النموذجإنه تم اختيار سويتش رائيسي Root Bridge و هذا السويتش هو SW 1 , الأن لنعرف كيف تمت عملية الا نتخاب أنظر للنموذج يظهر فيه اربع سويتشات قيمة الـ 32768 Prioirty متساوية في الـ SW 1 , SW 2 , SW 3 , SW 4 في هذه الحالة سيتم تجاوز هذه المرحلة و الانتقال الى المرحلة التالية و هي استكشاف عنوان الماك ادرس للسويتشات أنظر للماك ادرس يوجد اختلاف SW 1 عنوان الماك ادرس لديه MAC Address : 0005.5EAE.6CBBوعنوان الماك ادرس لـ SW 2 MAC Address : 000A.F3EE.0929وعنوان الماك ادرس لـ SW 3 MAC Address : 0060.47C9.E392 وعنوان الماك ادرس لـ SW4 , MAC Address : 00D0.BAC0.2BBA الأنفي هذه الحالة سيتم انتخاب السويتش SW 1 ليلأنه يحتوي على اقل عنوان ماك ادرس و هو الذي سيكون السويتش الرائيسي Root Bridge و باقي السويتشات ستكونNon Bridg , اما بنسبه لتكلفة Cost ستكون متساويةلأن جميع المنافذ تعمل بنفس السرعة و ستكون سرعة المسارات جميعها 19 Cost كما هو موجود في النموذج, ولكن يجب أن نعلم سيتم حسب التكلفة على حسب المسارات مثل عندما يريد سويتش SW 3 إرسال رسالة لسويتش SW

Eng. Ahmad H Almashaikh 322 4 ستخرج البيانات من سويتشSW 3 و تصل الى SW 1 السويتش الرائيسي و بعده سيقوم السويتش الرائيسي بإرسال ها للسويتش SW 2 و سيقومبإرسال البيانات الى سويتش SW 4 في هذه الحالة سيتم حسب تكلفة المسارات التي تسير فيها البيانات, و ستكون تكلفة المسار ما بين السويتش SW 3 و SW 4 ستكون Cost 57 كيف تم حسب التكلفة أنظر للنموذج قام بحسب تكلفة المسار الأول الذي يربط ما بين SW 3 و SW 1 ستكون القيمة Cost 19 كما في النموذج و بعده سيتم حسب قيمة المسارات التي ما بين SW 1 وSW 2 ستكون النتيجة Cost 38 كما في النموذج موضح و بعده سيتم حسب التكلفة التي تربط ما بين SW 2 وSW 4 ماإضافة الـ Cost 38 ستكون النتيجيةCost 57 هذه النتيجية النهائية.  الأن سنقوم بدخول على السويتش الأول SW 1 و نقوم باستعرض المعلومات الخاصة في بروتوكول الـ STP :  الأن سنقوم بكتابة الاوامر التالية : Switch > enable Switch # show spanning-tree - أنظر للصورة التالية من داخل السويتش الرائيسي SW 1 Root Bridge لاحظإنه جميع المنافذ تاخذ حالة الـ DP = Designated Port هذا يعنيإنه هذا السويتش الرائيسي و المنافذ في حالة إرسال و استقبال , اما الأن سنقوم بدخول على السويتش الثالث SW 2 و نقوم بعملية استعراض للمعلومات لنرى ما هي حالة المنافذ. - الأن سنقوم بدخول على السويتش SW 2 وكتابة الاومر السابق SW 1

Eng. Ahmad H Almashaikh 323 - أنظر للصورة التالية من داخل السويتش الثاني SW 2 , Non Bridgeو المنافذ لاحظ إنه تاخذ حالة مختلفة هذا يدل على إنه سويتش مرتبط باكثر من سويتش سأقوم بشرح هذه المنافذ . SW 2 - لاحظإنه يوجد اربع منافذ متصلة كل منفذ ياخذ حالة مختلفة عن الآخر سأقوم بشرح المنافذ المتصلة في السويتشات . Fa0/1 Desg FWDهذا المنفذ متصل في السويتش الرابع SW 4 و في حالةإرسال و استقبال ما بين السويتش الرائيسي Root Bridge و السويتشNon Bridge. Fa0/2 Root FWDهذا المنفذ متصل بسويتش ا ول الرائيسي SW 1 Root Bridge. Fa0/3 Desg FWD هذا المنفذ متصل بسويتش الرابع SW 4 و في حالةإرسال. Fa 0/4 Altn BLK هذا المنفذ المعطل بشكل مؤقت و متصل بسويتش اول الرائيسي SW 1 Root Bridge.  في هذا النموذج قمت بعمل اكثر من توصيل لتعقيد الشبكة و فهمها بشكل ممتاز لنتعرف على كيف يعمل بروتوكول الـ STP و نتعرف على كيفية حل مشكلة دوران البيانات و ايضاً اخذ الاحتياط من عدم تعطل أحد الينكات , سيتم تشغيل لينك تم ايقافه بشكل مؤقت ليعود تشغيله ايضاً بشكل تلقائي من غير تدخل بهذا الشكل نكون قد تجاوزنا مشكلة دوران البيانات و تعطل اي لينك بشكل مفاجئ .

Eng. Ahmad H Almashaikh 324 - الأن سنقوم بدخول على السويتش SW 3 وكتابة الاومر السابق - أنظر للصورة التالية من داخل السويتش الثالث SW 3 , Non Bridgeو المنافذ لاحظ إنه تاخذ حالة مختلفة هذا يدل على إنه سويتش مرتبط باكثر من سويتش سأقوم بشرح هذه المنافذ . SW 3 - لاحظإنه يوجد اربع منافذ متصلة كل منفذ ياخذ حالة مختلفة عن الآخر بنفس حالة السويتش الثاني لأنه ساقوم باعدة الشرح لي لأنه نفس حالة السويتش الثاني . - الأن سنقوم بدخول على السويتش SW 4 وكتابةالامر السابق : SW 4

Eng. Ahmad H Almashaikh 325 - لاحظ الصورة التالية من داخل السويتش الرابعSW 4 و يظهر لنا اربع منافذ بينم يوجد منفذ واحد فقط يعمل بحالة و باقي المنافذ تاخذ حالة اخرى سأقوم بشرحهم . Fa0/1 Root FWD هذا المنفذ يدل على إنه متصل مع السويتش الرائيسي SW 1 Root Bridge. Fa 0/4 Altn BLK هذا المنفذ المعطل بشكل مؤقت و متصل بسويتش اول الرائيسي SW 1 Root Bridge و في باقي السويتش الـNon Bridge.  بهذا الشكل نكون قد تم الانتهاء من بروتوكول الـSTP ولكن يجب أن نعلم إنه تم تطوير هذا البروتوكول و تم ايضاً إضافة بعض الإضافة الخاص في هذا البروتوكول و تم تطويره لعددة بروتوكولات سأقوم بذكره و الشرح عنه لنكون على معرفة كامل في بروتوكول الـ STP . ----------------------------------------------------------------------------------- مرحلةقرارات المنافذ في السويتشات STP switch port states - مرحلة قرارات المنافذ في السويتش تاخذ30 ثانية لي عملية استقرار المنفذ و في هذا الوقت الذي ياخذه المنفذ يكون على عملية تهيئة نفسه ليعمل بشكل صحيح و يبداء في العمل و يضياء بالون الاخضر , و تبداء هذه العملية بعددة خطوات سأقوم بذكرها . 1- Blocking المنفذ في حالة اغلاق سيتم الانتقال للمرحلة الثانية 2- Listening المنفذ في حالة استماع ماذا سيكون في هذه المرحلة سيتم تحديد نوع المنفذ 3- Learning المنفذ في حالة تجهيز نفسه ليستلم وظيفته 4- Forwarding المنفذ في حالةإرسال و استقبال و هذه المرحلة بعد تعين نوعه المنفذ 5- Disabled المنفذ في حالة تعطل

Eng. Ahmad H Almashaikh 326 - بعد أن تعرفنا على حالة المنافذ سأقوم بشرح كل حالة من هذه الحالة بشكل منفصل مع ذكر امثلة على كل حالة لنفهم حالة المنافذ بشكل ممتاز . : Blocking هذه حالة المنفذ عندأول مرحلة تشغيل له سيكون بشكل مغلق و عند تشغيله سيتم الانتقال للمرحلة الثانية. كما في الصورة التالية المنفذ مضياء بالون البرتقالي هذا يعني إنه الحالة Blocking و ياخذ المنفذ وقت 30 ثانية لعملية استقرار المنفذأنظر للصورة التالية : Listening :هذه حالة المنفذ يكون يستمع ماذا سيكون نوعها هل سيكون Access أو Trunk و هذه الحالة تاخذ15 ثانية من عملية الاستماعمن المنفذ المقابل ما هو نوعها و بعده ينتقل للمرحلة الثالثة . Learning : هذه حالة المنفذ بعد تحديد نوعه و وظيفتهسياخذ وقت 15 ثانية من عملية التجهيز و بعد أن قام يقوم بتحديد المنفذ إنه سيكون من نوع Access و هذه المنفذ متصل في جهاز حاسوب كما في الصورة التالي و سيقوم السويتش بتسجيل عنوان الماك ادرس في جدول العناوين الفيزيائية . Forwarding: في هذه الحالة المنفذ تم استقراره و الأن في حالة إرسال و استقبال بشكل طبيعي. Disabled: هذه حالة المنفذعندما نريد اغلاقها ولا نريد العمل عليه مثل نريد اقفال منفذ معين بشكل كامل حتى ولو تم توصيله في أحد الأجهزة لن يعمل ابداً .

Eng. Ahmad H Almashaikh 327 Optimizing Spanning Tree Protocol تطوير بروتوكول الـSTP - مرحلة تطوير بروتوكول الـSTP كانت لحل كثير من المشاكل التي تحصل في الشبكة مثل الوقت الزائد في استقرار حالة المنافذ الخاصة في السويتشات , و تحسين اداء الشبكة بشكل عام مثل عملية انتخاب السويتش الرائيسي في بروتوكول الـ STP , سأقوم بذكر التحديثات التي حصلت على هذا البروتوكول . 1- Port Fast 2- Uplink Fast 3- Backbone Fast 4- RLQ BPDU = Root Link Query Port Fast :هذه الخاصية التي تم تطويرها لتحسين عملية المنافذ، وظيفة هذه الخاصية تجاهل حالة الانتظار التي تاخذ 30 sec ثانية في حالة استقرار المنفذو هي Listening, Learning و هذه الخاصية تعمل بشكل مباشر مثلعندما ا نقوم بتبديل لينك أو ربط جهاز بمنفذ السويتش لان ينتظر 30 sec ثانيةبل سيتم الربط بشكل مباشر من دون انتظار و هذه الخاصية مهم جداً جداً . - ملاحظة مهم جداً جداً جداً : يجب أن نعلم إنه هذه العملية فقط يتم تطبيقها على منافذ الـ Access بمعنى المنافذ التي تتصل فيها أجهزة حاسوب فقط لا غير , ولا يجب أن نقوم بعمل هذه الخاصة على المنافذ التي تربط السويتشات مع بعضها البعض . Uplink Fast :هذه الخاصية مهم جداً ايضاً و وظيفة هذه الخاصية إنه تقوم بعددة وظائف، تقوم بزيادة السرعة في الينك و تفيد ايضاً في حالة تم تعطيل أحد الينكات سيتم التحويل بسرعة مباشرة جداً و من دون انتظار سيتم تبديل الينك الذي تعطل بلينك يعمل. ملاحظة مهم جداً جداً جداً : يجب أن نكون على معرفة إنه إذا تم تفعيل هذه الخاصية على السوتيش الذي نريده لي يدخل هذه السويتش في عملية انتخاب السويتش الرائيسي . Backbone Fast هذه الخاصية تفيدعندما ا تكون لدنيا عدة سويتشات و تم انتخاب سويتش رئيسي، و عندما ا يتوقف السويتش الرئيسي عن العمل ستبداء السويتشات بإرسال رسالة الـ RLQ BPDU لعملية الاستكشاف هل يوجد سويتش رئيسي في الشبكة أو لا و أن وجد سيتم تعديل المسارات اما في حال لما يجد سيتم معاودة انتخاب سويتش رئيسي من جديد.

Eng. Ahmad H Almashaikh 328 Per Vlan Spanning Tree PVST PVST: هو عبارة عن بروتوكول خاص بشركة سيسكو و يعمل فقط على أجهزة سيسكو، و هذه مجموعة من البروتوكولات ولكن سأقوم بذكر هذا البروتوكول PVST، و فكرة هذا البروتوكول إنه يعمل على اساسيات تطبيقات بروتوكول الـ STP علىمستوى الشبكة الافتراضي الوهمية Vlan و يقوم هذا البروتوكول على تقسيم هذه الشبكات مثل كل شبكة تملك تصميمها الخاص فيها و مساراتها الخاصة فيها حيث يدعم ايضاً عملية توزيع الحمل ما بين الينكات أو نستطيع أن نقول الـ .Load Balancing

Eng. Ahmad H Almashaikh 329 Rapid Spanning Tree Protocol RSTP : RSTP هذا البروتوكول تم تطويره على اساسيات بروتوكول الـ STP بمعنىإنه مطور منه و يرمز لزذا البروتوكول برمز 802.1w, و هذا البروتوكول مزتمبسرعة و تم اختصار الوقت الذي كان يعتمد عليه بروتوكول الـ STP كان يعتمد على وقت20 Sec ثانية و تم اختصارهم في بروتوكول الـRSTP لـ6 Sec ثواني، ولكن هو نفس وظيفة بروتوكول الـ STP يقوم بانتخاب سويتش رئيسي.Root Bridge - الأن اريد أن اوضح الحالة التي يعتمد عليه الـ RSTP . - قبل أن نبداء اريد أن اوضح اشياء بسيطة جداً لنتعرف و نفهم ما هي الحالة التي تم اختصاره من بروتوكول الـ STP . - هذه الحالة التي يعتمد عليها بروتوكول الـ STP خمس حالة و تم اختصاره في بروتوكول الـ RSTP و اصبحت ثلاث حالةسأقوم بذكرهم . STP switch port states هذه الحالة قمنا بتعرف عليها و شرح مسبقاً 1- Blocking , 2- Listening , 3- Learning , 4- Forwarding , 5- Disabled  RSTP switch port states في بروتوكول الـ RSTP تم دمج حالة المنافذ الخاص في الـBlocking وListening بحالة واحدة و هي الـDiscarding و كما نعرف أن الـ Listening لديه وقت معين مكون من 15 Sec ثانية

Eng. Ahmad H Almashaikh 331 1- Discarding حالة المنفذ معطل لا يتسقبل ولا يرسل اية بيانات 2- Learning تعلم العناوين و تسجيلها في جدول العناوين الموجود في السويتش 3- Forwarding عملية التصفية وارسال  RSTP bridge port roles حالة المنافذ في بروتوكول الـ 1- Rootهذه حالة المنفذ صاحب التكلفة الاقل و ايضاًيكون متصل في السويتش 2- Designated هذه حالة المنفذ التي داماً تكون في حالة إرسال و استقبال 3- Alternate Root هذه حالة المنفذ الذي يكون بديل لمنفذ الـ 4- Backup هذه حالة المنفذ الذي يكون متصل عليه لينك احتياطي 5- Disabled حالة المنفذ المعطل بشكل يدوي كما في الصورة التالية أنواع طريق الربط في بروتوكول الـ RSTP - يوجد ثلاث حالة علىأنواع الربط ما بين السويتش و الأجهزة الآخر سأقوم بذكرهم: 1- Point to Point هذه النوع من الربط هو ربط سويتش في سوتيش اخر 2- Shared هذا النوع من الربط يكون متصل مثل بجهاز هاب 3- Edge هذا النوع من الربط يكون متصل بجهاز حاسوب أو خادم أو طابعة

Eng. Ahmad H Almashaikh 331 كما في الصورة التالية Link Type

Eng. Ahmad H Almashaikh 332 Port Channel - Port Channel: هي عبارة عن تقنية يتم فيه دمج اكثر من منفذ موجودين على نفس جهاز السويتش ليتم العمل و كإنهم منفذ واحد بسرعة عالة جداً.  مثال على هذه التقنية لنفترض أن لدينا سويتشان يربط ما بينهم عدة لينكات في هذه الحالة من الطبيعي جداً أن نعرف إنه يعمل بروتوكول الـ STP و سيقوم بتشغيل لينك واحد و ايقاف باقي الينكات لمنع عملية الدوران الـ Loop في السويتشات, في هذه الحالة لان نستفيد من الينكات و البورتات التي تم توقيفها بشكل مؤقت ولكن ماذا لو قمنا بعمل تقنية الـ Port Channel لتقوم بدمج هذه الينكات, و المنافذ في بعضها البعض لتعمل و كإنه لينك واحدة و منفذ واحد, و مع العلم إنه سيتم دمج كل منفذ بسرعته الخاصة ليصبح سرعة المنفذ و الينك اضعاف السرعة الطبيعية كما في الصورة التالية. - لاحظ في الصورة إنه يوجد اربع لينكات متصلين في اربع منافذ و كل منفذ يعمل بسرعة 100 Mb و عند تشغيل تقنية الـPort Channel سيتم دمج الاربع منافذ و كإنهم منذ واحد و سيتم ايضاً دمج السرعة لتصبح 400 Mb كما هو وضح في الصورة اعلى - معلومات ما قبل الدخول لتطبيق هذه التقنية يجب أن نعرفها : - يجب أن تكون جميع المنافذ المتصله فيها الينكات من نوع الـ Trunk . - ويجب أن نعلم إنه هذه التقنية تعمل في الطبقة الثانية و الثالث من الطقبات السبعة OSI.

Eng. Ahmad H Almashaikh 333 - يجب أن تكون سرعة المنافذ متساوية لتعمل بشكل صحيح , مثل 100 mb / 100 mb ولكن إذا كانت المنافذ غير متساوية مثل 100 mb / 1000 mb / , 10 mb ستحصل بعض المشاكل في عملية توزيع الترافيك ليلأنه المنافذ غير متساوية . - هذه التفنية له الكثير من الفوائد و تحل كثير من المشاكل التي تصدفناً مثل توزيع الترافيك و عدم انقطاع الاتصال ما بين السويتشات , و تكون السرعة اكبر بكثير من أن يكون منفذ واحد يقوم بعملية إرسال و استقبال البيانات . - يعمل مع السيرفرات بمعنى نستيطع دمج اكثر من لينك ما بين السيرفر و السوتيش . - يعمل ايضاً مع الراوترات مثل يكون لدينا راوترين متصلين باكثر من لينك . - يجب أن نعلم أن هذه التقنية عند تطبيقها تتحول المنافذ الى حالة الـ Logical Port و تصبح جميع المنافذ منفذ واحد في نظر بروتوكول الـSTP اما في الحقيقة هي عدة منافذ , هذا يعني إنه في داخل السويتش سيتم تحويل المنافذ الـ حالة الـ Logical Port و في الواقع هيPhysical Port كما في الصورة التالية البروتوكولات التي تدعم هذه التقنية Port Channel Protocols 1- Port Aggregation Protocol (PagP) - Cisco هذا البروتوكول من تطوير شركة سيسكو و هو خاص فقط في أجهزة سيسكو

Eng. Ahmad H Almashaikh 334 2- Limk Aggregation Control Protocol (LACP) - IEEE 82.1AD هذا البروتوكول من مؤسسة الـIEEE و هو يعمل مع اجهزة المختلفة غير سيسكو . و هذا الجدول يوضح الفرق ما بين هذه البروتوكولات في عملية الاتصال ما بين المنافذ . - الأن سنقوم بعمل تطبيق على النموذج التالي :  لاحظ أن هذا النموذج يحتوي على سويتشان و يربط ما بينهم اربعة لينكات بسرعة 100 mb لكل لينك , ويجب أن تلاحظ إنه تم تشغيل بروتوكول الـ STP بشكل تلقائي و تم انتخاب سويتش رائيسي Root Bridge .  الأنسنقوم بعمل إعدادات تقنية الـ Port Channel و نقوم بدمج المنافذ و الينكاتمع بعضهم البعض لتصبح السرعة 400 mb و تعمل جميع المنافذ و كإنهم منفذ واحد بسرعة واحدة . Port Channel Configuration الإعدادات Switch > enable Switch # config t Switch (config) # interface range fastethernet 0/1 – 4 Switch (config-if-range) # channel-group 1 mode desirable Switch (config-if-range) # channel-protocol pagp

Eng. Ahmad H Almashaikh 335 - الأنسنقوم بدخول على السويتش الأول SW 1 و عملالإعدادات سنقوم بكتابة الاوامر التالية : Switch > enable Switch # config t Switch (config) # interface range fastethernet 0/1 – 4 Switch (config-if-range) # channel-group 1 mode desirable Switch (config-if-range) # channel-protocol pagp Switch (config-if-range) # end Switch # copy running-config startup-config بهذهالإعدادات نكون قد قمنا بدمج المنافذ و الينكات على السويتش الأول سنقوم بدخول على السويتش الثاني SW 2 . - الأنسنقوم بدخول على السويتش الأول SW 2 و عملالإعدادات سنقوم بكتابة الاوامر التالية : Switch > enable Switch # config t Switch (config) # interface range fastethernet 0/1 – 4 Switch (config-if-range) # channel-group 1 mode desirable Switch (config-if-range) # channel-protocol pagp Switch (config-if-range) # end Switch # copy running-config startup-config بهذهالإعدادات نكون قد قمنا بدمج المنافذ و الينكات على السويتش الثاني SW 2 . - الأنأنظر للنموذج بعد أن قمنا بعمل الإعدادات على السويتشات تم تحويل المنافذ الاربعة الى اللون الاخضر و هذا يدل على إنه جميع المنافذ تعمل بنفس الوقت و جميع المنافذ و الينكات اصبحت منفذ واحد و لينك وحدا بسرعة 400 mb .

Eng. Ahmad H Almashaikh 336 - الأنسنقوم بدخول على السويتش الأول SW 1 لننظر علىالإعدادات و حالة السويتش بعد عملية تطبيق تقنية الـ Port Channel سنقوم بكتابة الاوامر التالية  سنقوم بكتابةالأمر التالي لعرض ملف التشغيل الذي يحتوي على الإعدادات : Switch > enable Switch # show running-config SW 1 - لاحظ الأن نحن في داخل السويتش الأول SW 1 أنظر للمنافذ الموجودة من منفذ F 0/1 , F 0/2 , F0/3, F0/4 سنجدإنهم يخضعون تحت تنقية الـ channel- protocol pagp هذا يدل علىإنهم يعملون في منفذ واحد و لينك واحدة و بسرعة واحدة . - الأن سنقوم بكاتبة الأمر التالي لنرى إعدادات الـ STP : Switch # show spanning-tree