Các kiểu STP

Các kiểu STP - Trong phần 3.1 ta đã tìm hiểu hoạt động của STP làm thế nào để ngăn chăn và khôi phục từ sự thay đổi topolofy mạng một cách kịp thời. Đầu tiên STP được phát triển để hoạt động trong môi trường bridge, về cơ bản hỗ trợ một LAN (hoặc một VLAN). Việc thực thi STP trong môi trường switch đòi hỏi thêm sự thay đổi và cân nhắc để hỗ trợ cho nhiều VLAN. Vì vậy, IEEE và Cisco đã tiếp cận STP khác nhau. Trong phần này ta sẽ xem lại ba kiểu STP truyền thống bắt gặp trong mạng switch và nó liên quan với nhau như thế nào. - Chú ý: IEEE bổ sung vào chuẩn STP để cải tiến tính leo thang và hội tụ. 1. Common Spanning Tree (CSP) - Chuẩn IEEE 802.1Q đã nói rõ về liên kết trunk giữa các switch cho VLAN, và nó cũng nói rõ trường hợp cho tất cả VLAN. Trường hợp này được gọi là Common Spanning Tree – CSP. Tất cả các CST BPDU được truyền trên VLAN như là frame không gán thẻ. Có một STP cho nhiều VLAN làm đơn giản hóa cấu hình switch và giảm bớt tải cho CPU của switch trong khi tính toán STP. Tuy nhiên chỉ có một STP thì cũng có nhiều giới hạn. Các liên kết dự phòng giữa các switch sẽ bị khóa và không có khả năng cân bằng tải, làm cho việc chuyển tiếp trên một liên kết không hỗ trợ cho tất cả VLAN, trong khi các liên kết khác thì bị khóa. 2. Per-VLAN Spanning Tree (PVSP) - Cisco có một phiên bản riêng của STP cung cấp tính mềm dẻo hơn CST. Per-VLAN Spanning Tree – PVST hoạt động tách rời đối với mỗi VLAN riêng. Điều này cho phép STP trên mỗi VLAN được cấu hình độc lập, cung cấp khả năng hoạt động tốt hơn và điều chỉnh các điều kiện rõ ràng. Nhiều Spanning Tree cũng có khả năng cân bằng tải trên các liên kết dự phòng khi các liên kết này được gán cho cá VLAN khác nhau. 3. Per-VLAN Spanning Tree Plus (PVSP+) - Cisco đưa ra phiên bản thứ 2 của STP là Per-VLAN Spanning Tree Plus (PVSP+) cho phép các thiết bị hoạt động bên trong với cả PVST và CST. PVST+ hỗ trợ hiệu quả ba nhóm hoạt động STP trong cùng mạng Campus: • Catalyst switch chạy PCST. • Catalyst switch chạy PCST+. • Switch chạy CST trên 802.1Q. - Để làm được điều này, PVST+ hoạt động như là bộ chuyển đổi giữa các nhóm CST switch. PVST+ cũng truyền thông trực tiếp với PVST bằng cách sử dụng ISL trunk. Tuy nhiên để truyền thông với CST, PVST+ phải thay đổi các BPDU vì không còn gán thẻ cho frame qua VLAN. Các BPDU từ STP khác (VLAN khác) được truyền qua phần CST của mạng bằng tunnel. PVST+ gửi các BPDU này bằng cách sử dụng địa chỉ multicast duy nhất để các CST switch chuyển tiếp nó đến các lân cận downstream mà cần phiên dịch nó. Như vậy PVST+ và CST có thể làm việc với nhau. - -------------------------------------------------------------------------------------- STP - Spanning Tree Protocol Xin cho hỏi các khái niệm chung quanh nó (để nắm chắc). Cách xác định Root Bridge và Root Port, Designated port và Nondesigned port (blocking). Thanks bestirboy #2 10-17-2003 phieudu Member Member Join Date: May 2003 Posts: 86 Re: STP - Spanning Tree Protocol Theo mình hiểu thì thế này Spanning tree protocol là giao thức được dùng trong switch để tránh lặp hay nói cách khác là theo dạng cây,cứ 2s mỗi switch sẽ gửi BPDU(Bridge protocol data unit) tới switch khác ,BPDU này bao gồm bridge ID, trong đó Bridge ID gồm 8 byte trong đó 2 byte ưu tiên(prioty) có mặc định là 32768 và 6 byte cho địa chỉ MAC, khi trao đổi các BPDU này giữa các switch nó sẽ bầu ra một root bridge dựa vào Bridge ID thấp nhất, bởi vì mặc định của 2 byte ưu tiên là 32768 nên nó sẽ dựa vào địa chỉ MAC để bầu chọn root bridge, vì địa chỉ MAC là ko thể thay đổi cho nên đôi khi nhà quản trị muốn chọn root bridge theo ý mình, họ sẽ thay đổi 2 byte ưu tiên đó. sau khi chọn root bridge sẽ tiếp tục chọn root port dựa trên giá trị đi tới root bridge là thấp nhất hay nói cách khác là đi tới root bridge là nhanh nhất. Designated port: tất cả các port trên root bridge là designated port, các port trên các switch khác là designated port dựa trên path cost or bridge ID, nếu path cost của các port đến root bridge là như nhau thì sẽ dựa trên bridge ID để lựa chọn designate port Blocking:các cổng còn lại phieudu View Public Profile Send a private message to phieudu Find all posts by phieudu #3 10-18-2003 dauquan Posts: n/a xin cho biết rõ hơn về cơ chế hoạt động của spanning tree, tôi không hiểu với việc chia ra như vậy thì làm thế nào SPT có thế giúp cho switch chống loop dauquan #4 10-18-2003 phieudu Member Member Join Date: May 2003 Posts: 86 Re: STP - Spanning Tree Protocol bạn đã nhìn cái cây bao giờ chưa, root bridge được ví như cái gốc của cây vậy, từ gốc cây đi lên ra các cành cây rồi nhánh cây, cho nên khi gói tin được luân chuyển trên môi trường switch thì chỉ có một đường duy nhất đi đến đích, ko có đường thứ 2, blocking được tạo ra để ko có đường thứ 2 này. gói tin sẽ ko đi qua được các port bị blocking Thân phieudu View Public Profile Send a private message to phieudu Find all posts by phieudu #5 10-18-2003 nguyenquang Senior Member Guru Join Date: Oct 2003 Location: In the middle of top and bottom Posts: 358 Đơn giản, SPT sẽ Block các Port "không cần thiết" trong một đống Switch chồng chéo nhau! Trong đó nó sẽ chừa lại một Port gần với RootBridge nhất làm Desinated Port. Ngoài ra, những Switch có MAC cao hơn sẽ phải làm Non-Root và chỉ có một RootPort mà thôi, việc này sẽ tránh cho việc xuất hiện BroadCast Storm và tránh Loop vì không có chuyện dữ liệu bị truyền đi và lặp lại nhiều lần. Tuy nhiên, giữa các Port Undesinated vẫn nhận được Nói vui, nó sẽ tránh chuyện Một rừng có 2 cọp :mrgreen: __________________ Updating .please wait. nguyenquang View Public Profile Send a private message to nguyenquang Visit nguyenquang's homepage! Find all posts by nguyenquang #6 10-18-2003 bestirboy Posts: n/a Còn 1 điểm này nữa, là STP chỉ đúng với 1 Switch đang xét, nếu qua switch khác thì xét STP của các khác, bởi vì Root port có thể là con đường ngắn nhất đến Root Bridge của Switch này chưa chắc là con đường ngắn nhất đến Switch khác. Điều này đúng không nhỉ? (Cái này mình suy nghĩ dựa vào 1 ví dụ tự đưa ra). Một mạng có thể có hắng sa số các Root Port, vì mỗi khi "rẽ nhánh" (có thể hiểu như 1 cái mắt của nhánh cây) sẽ tạo ra 1 Root Port. ??? bestirboy #7 10-18-2003 thanhtran Junior Member Join Date: Sep 2003 Posts: 23 Newbie Re: STP - Spanning Tree Protocol trong mạng có nhiều switch nối vòng với nhau,để tránh Loop người ta người ta dung STP.Nhưng STP do Cisco đưa ra nên chỉ ranh loop cho switch của Cisco,còn những siwtch của hãng khác phải dùng 802.12q. Người ta xác định Root Bridge và Non root bridge để từ đây xác định root port và destinated port nhằm mục đích xác dịnh port bị lock---->ngăn chặn loop trong sitch. it_email View Public Profile Send a private message to it_email Visit it_email's homepage! Find all posts by it_email #9 10-23-2003 themask Senior Member Senior Member Join Date: Jul 2003 Posts: 143 Re: STP - Spanning Tree Protocol Hi, các bạn xem file đính kèm. __________________ Yahoo ID: nquang7799 themask View Public Profile Send a private message to themask Find all posts by themask #10 10-30-2003 bestirboy Posts: n/a Cho thêm ví dụ với ít nhất là 5 Switch đi, Như hình trên thì chỉ có 2 Switch, vẫn chưa rõ lắm vì theo mình hiểi là thế này: Quote: Originally Posted by bestirboy STP chỉ đúng với 1 Switch đang xét, nếu qua switch khác thì xét STP của các khác, bởi vì Root port có thể là con đường ngắn nhất đến Root Bridge của Switch này chưa chắc là con đường ngắn nhất đến Switch khácMột mạng có thể có hắng sa số các Root Port, vì mỗi khi "rẽ nhánh" (có thể hiểu như 1 cái mắt của nhánh cây) sẽ tạo ra 1 Root Port. - ========================================================== Các trạng thái của STP Tác giả: Võ Thị Hà 1. Các trạng thái của STP: - Sau khi bridge phân chia được các port như Root Port, Designated Port và non- Designated Port, thì việc tạo ra topology chứa loop-free không phức tạp lắm, Root Port và Designated Port chuyển tiếp lưu lượng, trong khi non-Designated Port thì khóa lưu lượng. Việc chuyển tiếp và khóa chỉ là 2 trạng thái thông thường trong mạng, bảng 3.3 mô tả 5 trạng thái của STP. - Trạng thái Disable cho phép người quản trị mạng quản lý việc ngừng hoạt động của một port. Sau khi khởi tạo, các port bắt đầu trong trạng thái Blocking để lắng nghe các BPDU. - Do sự đa dạng của các sự kiện mà bridge truyền trong trạng thái Listening (ví dụ như một bridge nghĩ nó là Root Bridge ngay sau khi khởi động). Ở trạng thái này, không có dữ liệu người dùng được truyền qua, tức là port đang gửi và nhận các BPDU để cố gắng xác định “active” topology. Trong trạng thái Listening sử dụng 3 bước hội tụ đã nói ở trên, các port bị mất quyền Designated Port chỉ định trở thành non- Designated Port và trở lại trạng thái Blocking. - Các Designated Port và Root Port sau 15s (giá trị mặc định của bộ định thời) sẽ chuyển qua trạng thái Learning. Trong khoảng 15s khác, bridge vẫn không chuyển các frame của người dùng qua, mà xây dựng bảng bridge của nó. Khi Bridge nhận frame, nó đưa địa chỉ MAC và port vào bảng bridge. Trạng thái learning sẽ giảm bớt số lượng tràn ngập khi việc chuyển tiếp dữ liệu bắt đầu. - Chú ý: Trong việc lưu trữ địa chỉ MAC và thông tin port, các Catalyst học các thông tin như VLAN nguồn. - Nếu một port vẫn là Designated Port hay Root Port ở khoảng thời gian cuối của trạng thái Learning, thì port chuyển qua trạng thái Forwading. Ở trạng thái này, nó bắt đầu gửi và nhận các frame của người dùng. Hình 3.11 mô tả trạng thái các port và việc chuyển trạng thái. - Hình 3.12 biểu diễn mạng với sự phân chia port và danh sách các trạng thái. Chú ý là tất cả các port đều chuyển tiếp trừ port 1/2 của Cat-C. __________________ Trương Văn Thanh Sang Email: truongthanhsang@vnpro.org Trung tâm tin học VnPro Cisco Authorised Training 149/1D Ung Văn Khiêm, P25, Quận Bình Thạnh, TPHCM, Việt Nam. Tel: (08) 5124 257- 5125314 Website: http://vnpro.vn Forum: http://vnpro.org thanhsang_truong View Public Profile Send a private message to thanhsang_truong Find all posts by thanhsang_truong #2 10-14-2006 thanhsang_truong Senior Member Guru Join Date: Dec 2005 Posts: 292 2. Bộ định thời gian STP: - Một bridge trải qua 15s ở mỗi trạng thái Listening và Learning. STP được điều khiển bởi ba bộ đếm thời gian (timer) như trong bảng 3.5. - Ví dụ: giả sử rằng link đoạn 3 trong hình 3.12 sử dụng một Hub và port 1/2 của Cat- B truyền ra ngoài. Cat-C không thông báo lỗi liền vì nó vẫn đang nhận liên kết Ethernet từ Hub. Cat-C chỉ thông báo là các BPDU ngừng đến. Sau 20s (Max Age), thì port 1/2 của Cat-C lấy thông tin BPDU cũ với port 1/2 của Cat-B là Designated Port cho đoạn mạng 3. Điều này làm cho port 1/2 của Cat-C truyền trong trạng thái Listening để cố gắng trở thành Designated Port. Vì vậy Port 1/2 của Cat-C cung cấp truy cập tốt nhất từ Root Bridge đến liên kết này, nên nó chuyển sang trạng thái Forwarding. Như vậy, Cat-C mất 50s (20s Max Age + 15s Listenning + 15s Forwarding) để vượt qua sau khi port 1/2 trên Cat-B bị lỗi. - Trong trường hợp này, các bridge có thể phát hiện sự thay đổi topolo gy mạng trên các liên kết kết nối trực tiếp và ngay lập tức chuyển sang trạng thái Listening mà không cần chờ thời gian Max Age. Xem ví dụ trong hình 3.13. - Trong trường hợp này, port 1/1 của Cat-C bị lỗi, vì liên kết trên Root Port cũng bị lỗi nên ngay lập tức port 1/2 của Cat-C chuyển sang trạng thái Learning để trở thành Root Port mới thay vì chờ 20s rồi mới lấy thông tin cũ. Điều này làm cho thời gian hội tụ STP giảm từ 50s xuống 30s (15s Listening + 14s Learning). - Chú ý: thời gian hội tụ STP là từ 30s đến 50s. - Hai điểm quan trọng cần nhớ khi sử dụng bộ định thời STP là: • Thứ nhất: không thay đổi giá trị thời gian mặc định khi không có sự cân nhắc cẩn thận. • Thứ hai: ta chỉ được sửa thời gian từ Root Bridge. 3. Hai loại BPDU: - Có hai loại BPDU là : • BPDU cấu hình. • BPDU thông báo thay đổi topology mạng – TCN BPDU (Topology Change Notification BPDU). - BPDU cấu hình được bắt đầu bởi Root Bridge và phát ra trên các con đường hoạt động từ Root Bridge, còn TCN BPDU hướng về Root Bridge để cảnh báo với Root Bridge là topology mạng có sự thay đổi. BPDU cấu hình : các trường trong BPDU cấu hình được tóm tắt trong bảng 3.6 TCN BPDU (Topology Change Notification BPDU) : - TCN BPDU đơn giản hơn BPDU cấu hình và chỉ gồm có ba trường. TCN BPDU giống như ba trường đầu tiên của BPDU cấu hình nhưng trường Type thì thay đổi với giá trị như sau : • 0x00 (0000 0000): BPDU cấu hình. • 0x80 (1000 0000): TCN BPDU. - Chú ý: TCN BPDU không mang bất cứ thông tin bổ sung nào. . Các kiểu STP - Trong phần 3.1 ta đã tìm hiểu hoạt động của STP làm thế nào để ngăn chăn và khôi phục từ sự thay đổi topolofy mạng một cách kịp. ========================================================== Các trạng thái của STP Tác giả: Võ Thị Hà 1. Các trạng thái của STP: - Sau khi bridge phân chia được các port như Root Port, Designated