Pfadkosten

Was sind Pfadkosten?

Pfadkosten sind eine Metrik im Spanning Tree Protocol, mit der die Entfernung oder die Güte eines Pfades zwischen einem Switch und der Root Bridge quantifiziert wird. Jeder Switch berechnet die Summe der Pfadkosten aller Links auf dem Weg zur Wurzel und wählt den Pfad mit den niedrigsten kumulierten Kosten als seinen Root Port. Die Pfadkosten sind der entscheidende Faktor, wenn mehrere Pfade zur Root Bridge existieren und der Switch eine Auswahl treffen muss. Sie werden aus den Kosten der einzelnen Verbindungen aufsummiert, die wiederum von der Bandbreite des jeweiligen Links abhängen.

Link-Kosten nach IEEE 802.1D und 802.1t

Die ursprüngliche IEEE-802.1D-Spezifikation definierte eine Tabelle, die jeder Bandbreite einen festen Kostenwert zuordnet. Mit der Zeit erwiesen sich diese Werte für höhere Geschwindigkeiten als unzureichend. Der überarbeitete Standard IEEE 802.1t führte eine neue, logarithmische Skala ein, die Bandbreiten bis in den Terabit-Bereich abdeckt.

Ursprüngliche Kosten nach IEEE 802.1D:

10 MBit/s: 100
100 MBit/s: 19
1 GBit/s: 4
10 GBit/s: 2

Kosten nach IEEE 802.1t:

10 MBit/s: 2000000
100 MBit/s: 200000
1 GBit/s: 20000
10 GBit/s: 2000
100 GBit/s: 200
1 TBit/s: 20

Moderne Switches verwenden standardmäßig die 802.1t-Werte. Der Administrator kann die Kosten pro Port manuell anpassen, um die Pfadauswahl zu beeinflussen.

Berechnung der Pfadkosten

Die Pfadkosten eines Switches zur Root Bridge sind die Summe aller Link-Kosten auf dem Weg dorthin. Jeder Switch addiert zu den in der empfangenen BPDU enthaltenen Pfadkosten die Kosten des Ports, über den er die BPDU empfangen hat. Der Port mit den niedrigsten kumulierten Pfadkosten wird zum Root Port. Erreichen mehrere Ports dieselben Pfadkosten, entscheiden die Bridge-ID des Nachbar-Switches und die Port-ID des Nachbar-Ports als Tiebreaker.

Praktische Anwendung und Optimierung

Die Pfadkosten bestimmen, welche Uplinks aktiv sind und welche blockiert werden. Durch Veränderung der Port-Kosten kann der Administrator den Verkehr auf gewünschte Pfade lenken. Eine Erhöhung der Kosten eines Links macht diesen weniger attraktiv, der Verkehr weicht auf einen anderen Pfad aus. In redundanten Topologien mit ungleichen Bandbreiten sollten die Kosten die physikalische Leistungsfähigkeit widerspiegeln, um eine Überlastung schmaler Pfade zu vermeiden. Eine manuelle Anpassung ist selten erforderlich, solange die Bandbreiten korrekt automatisch erkannt werden.