Tweet
Đoàn Minh Tuấn & Hồ Vũ
III RSTP ( Rapid Spanning Tree Protocol ) 802.1w (theo IEEE )
III.1 Giới thiệu
Chuẩn IEEE 802.1D Spanning Tree Protocol được thiết kế để giữ cho một hệ thống các Switch không bị Loop và tự động thích nghi trước những thay đổi của mạng. Một sự thay đổi cấu trúc liên kết thông thường phải mất 30 giây, với một cổng chuyển từ trạng thái Blocking sang trạng thái Forwarding mất hai lần khoảng thời gian của bộ đếm thời gianForward Delay. Khi công nghệ đã được cải thiện, 30 giây trở thành một khoảng thời gian dài không thể chịu đựng để chờ đợi cho một mạng hội tụ và thích nghi khi có 1 vấn đề xảy ra.
Các tiêu chuẩn IEEE 802.1w được phát triển để sử dụng khái niệm 802.1D với điểm chính là thực hiện kết quả hội tụ nhanh hơn nhiều. Điều này cũng được gọi là Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), trong đó xác định cách thức chuyển mạch phải tương tác với nhau để giữ cho các cấu trúc liên kết mạng tránh bị loop- một cách rất hiệu quả.
Như với 802.1d, chức năng cơ bản của RSTP có thể được áp dụng như một trường hợp một hoặc nhiều trường hợp. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng RSTP là cơ chế cơ bản đối với Cisco-sở hữu độc quyền Per-VLAN Spanning Tree Protocol (PVST +). Sự kết hợp đó được gọi là Rapid PVST + (RPVST ).
III.2 Hoạt động của RSTP
RSTP hoạt động cũng gần như STP truyền thống ,nhưng RSTP đưa ra những vai trò của Port và trạng thái của Port khác với STP.Đồng thời RSTP tích hợp các tính năng UplinkFast, Backbonefast được tích hợp vào trong hoạt động của mình luôn.
III.2.1 Vai trò và chức năng của các Port trong RSTP
Chi tiết về Port Role của RSTP :
Role là một biến được gán cho một cổng nhất định. Root Port và Designated Port vẫn giữ hoạt động như cũ trong khi vai trò của Blocking Port được chia thành các Backup Port và Alternative Port. Các thuật toán Spanning Tree (STA) xác định vai trò của một cổng dựa trên đơn vị dữ liệu BPDU . Để đơn giản hóa vấn đề, điều để nhớ về một BPDU là luôn luôn có một phương pháp để so sánh với bất kỳ hai của chúng và quyết định xem là một trong 2cái nào sẽ là hữu ích hơn hơn khác. Điều này là dựa trên giá trị được lưu trữ trong các BPDU và đôi khi trên cổng mà chúng được nhận.
Root Port :
Các cổng tiếp nhận BPDU tốt nhất trên cầu là Root Port. Đây là cổng mà có đường đi (Root Patch Cost ) thấp nhất để đi đến Root Switch. Root Port sẽ được lựa chọn trên các Switch không phải Root Switch .Root Switch sẽ gủi BPDUs hữu ích hơn so với những switch khác gủi . Root Switch là switch duy nhất trên mạng mà không có một Root Port. Tất cả switch khác nhận BPDUs trên ít nhất một cổng.
Designated Port :
Cổng A được chỉ định nếu nó có thể gửi các BPDU tốt nhất trên phân đoạn mạng mà nó được kết nối cùng các switch khác. Trong một phân đoạn nhất định, chỉ có thể có một con đường về phía Root Switch. Nếu có hai-điều đó có nghĩa là có một vòng lặp trong mạng. Tất cả các swtich kết nối với nhau lắng nghe các BPDUs của nhau sau đó đồng Switch có thể gửi các BPDU tốt nhất là switch ưu tiên dành cho phân đoạn mạng này. Port trên Switch đó sẽ là Desginated Port.
Alternative và Backup Port :
Đây là hai cổng có vai trò tương ứng với các trạng thái Blocking của 802.1D.
Một cổng chặn được định nghĩa là không phải Root Port hoặc Designated Port
Một cổng nhận được một BPDU bị hữu ích hơn so với cái nó gửi ra trên phân đoạn mạng của nó. Hãy nhớ rằng một cổng phải nhận các gói tin BPDU để ở lại trạng thái Blocking . RSTP giới thiệu hai vai trò cho mục đích này.
Alternative Port nhận những gói tin BPDU hữu ích hơn từ switch khác là Port bị khóa .Như hình vẽ :
Backup Port thì nhận những gói tin BPDU tốt nhất từ chính nó :
Sự phân biệt này đã được thực hiện trong nội bộ bên trong 802.1d. Đây thực chất là làm thế nào chức năng Cisco UplinkFast hoạt động. Lý do là một Cổng thay thế cung cấp một con đường thay thế để các RootSwitch và do đó có thể thay thế các RootPort nếu nó không thành công. Tất nhiên, một cổng sao lưu dự phòng để cung cấp kết nối cùng phân khúc và không thể đảm bảo một kết nối thay thế cho các RootSwtich . Do đó, loại trừ khỏi nhóm uplink.
Kết quả là, RSTP tính toán các mô hình mạng cuối cùng cho Spanning Tree có sử dụng các tiêu chuẩn như 802.1D. Hoàn toàn không có thay đổi trong cách ưu tiên các switch và các Port. Tên gọi “Blocking” được sử dụng cho trạng thái Discarding do Cisco thực hiện trong CatOS bản 7.1 và sau đó hiển thị trạng thái Listening và Learning . Điều này cho phép thông tin nhiều hơn về một cổng IEEE hơn tiêu chuẩn yêu cầu. Tuy nhiên, tính năng mới là bây giờ có một sự khác biệt giữa vai trò của giao thức xác định cho một cổng và trạng thái hiện tại của nó. Ví dụ, bây giờ là hoàn toàn hợp lệ cho một cổng được ở trạng thái Designated và Blocking cùng một lúc. Trong khi điều này thường xảy ra trong thời gian rất ngắn thời gian, nó đơn giản chỉ có nghĩa là cổng này đang ở trong một trạng thái chuyển tiếp đối tới trạng thái Forwarding .
III.2.2 Sự thay đổi trong gói tin BPDU
Rất ít thay đổi về gói tin BPDU trong RSTP. Chỉ có thay đổi về hai bit cờ, thay đổi Topology (TC) và TC Xác Nhận (TCA), được định nghĩa trong 802.1D . Tuy nhiên, RSTP bây giờ sử dụng tất cả 6 bit
Một thay đổi quan trọng là các BPDU RSTP bây giờ là loại 2, phiên bản 2. Điều này có nghĩa là các switch chạy STP phải bỏ các gói BPDU mới này. Sự thay đổi này giúp cho các switch nhận biết rằng nó đang chạy RSTP hay STP.
BPDUs được gửi đi tại mỗi cổng switch tại Hello – timer, bất kể BPDUs được nhận được từ Root. Bằng cách này, bất kỳ chuyển đổi bất cứ nơi nào trong mạng có thể đóng một vai trò tích cực trong duy trì vận hành mô hình mạng . Switch cũng có thể mong đợi để nhận BPDUs thường xuyên từ láng giềng. Khi ba BPDUs được bỏ qua trong một hàng, láng giềng được coi là Down, và tất cả thông tin liên quan đến Port đấu với láng giềng ngay lập tức “Age out “. Điều này có nghĩa rằng một chuyển đổi có thể phát hiện một thất bại láng giềng trong ba lần khoảng thời gian Hello-timer =6s thay vì phải đợi đến 20 s (Max Age Timer )của STP.
Bởi vì phân biệt BPDU của RSTP với BPDUs của STP 802.1D , nó có thể cùng tồn tại với thiết bị chuyển mạch vẫn còn sử dụng 802.1D . Mỗi Port nỗ lực để hoạt động theo STP BPDU được nhận. Ví dụ, khi một BPDU 802.1d (phiên bản 0) được nhận vào một cổng, cổng đó bắt đầu hoạt động theo các quy tắc 802.1D.
Tuy nhiên, mỗi cổng có một biện pháp mà khóa giao thức trong sử dụng, trong trường hợp từ cả hai BPDUs 802.1d và RSTP được nhận trong một khoảng thời gian ngắn. Điều này có thể xảy ra nếu các thiết bị chuyển mạch trong một mạng được đượ'c chuyển đổi từ các loại hình STP với nhau. Thay vì “flapping” hoặc “toggling” các loại STP trong một di chuyển, switch nắm giữ các loại giao thức trong thời gian một thời gian di chuyển chậm trễ. Sau khi bộ đếm thời gian này hết hạn, cổng là sẽ có thể thay đổi giao thức nếu cần thiết.
III RSTP ( Rapid Spanning Tree Protocol ) 802.1w (theo IEEE )
III.1 Giới thiệu
Chuẩn IEEE 802.1D Spanning Tree Protocol được thiết kế để giữ cho một hệ thống các Switch không bị Loop và tự động thích nghi trước những thay đổi của mạng. Một sự thay đổi cấu trúc liên kết thông thường phải mất 30 giây, với một cổng chuyển từ trạng thái Blocking sang trạng thái Forwarding mất hai lần khoảng thời gian của bộ đếm thời gianForward Delay. Khi công nghệ đã được cải thiện, 30 giây trở thành một khoảng thời gian dài không thể chịu đựng để chờ đợi cho một mạng hội tụ và thích nghi khi có 1 vấn đề xảy ra.
Các tiêu chuẩn IEEE 802.1w được phát triển để sử dụng khái niệm 802.1D với điểm chính là thực hiện kết quả hội tụ nhanh hơn nhiều. Điều này cũng được gọi là Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), trong đó xác định cách thức chuyển mạch phải tương tác với nhau để giữ cho các cấu trúc liên kết mạng tránh bị loop- một cách rất hiệu quả.
Như với 802.1d, chức năng cơ bản của RSTP có thể được áp dụng như một trường hợp một hoặc nhiều trường hợp. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng RSTP là cơ chế cơ bản đối với Cisco-sở hữu độc quyền Per-VLAN Spanning Tree Protocol (PVST +). Sự kết hợp đó được gọi là Rapid PVST + (RPVST ).
III.2 Hoạt động của RSTP
RSTP hoạt động cũng gần như STP truyền thống ,nhưng RSTP đưa ra những vai trò của Port và trạng thái của Port khác với STP.Đồng thời RSTP tích hợp các tính năng UplinkFast, Backbonefast được tích hợp vào trong hoạt động của mình luôn.
III.2.1 Vai trò và chức năng của các Port trong RSTP
Chi tiết về Port Role của RSTP :
Role là một biến được gán cho một cổng nhất định. Root Port và Designated Port vẫn giữ hoạt động như cũ trong khi vai trò của Blocking Port được chia thành các Backup Port và Alternative Port. Các thuật toán Spanning Tree (STA) xác định vai trò của một cổng dựa trên đơn vị dữ liệu BPDU . Để đơn giản hóa vấn đề, điều để nhớ về một BPDU là luôn luôn có một phương pháp để so sánh với bất kỳ hai của chúng và quyết định xem là một trong 2cái nào sẽ là hữu ích hơn hơn khác. Điều này là dựa trên giá trị được lưu trữ trong các BPDU và đôi khi trên cổng mà chúng được nhận.
Root Port :
Các cổng tiếp nhận BPDU tốt nhất trên cầu là Root Port. Đây là cổng mà có đường đi (Root Patch Cost ) thấp nhất để đi đến Root Switch. Root Port sẽ được lựa chọn trên các Switch không phải Root Switch .Root Switch sẽ gủi BPDUs hữu ích hơn so với những switch khác gủi . Root Switch là switch duy nhất trên mạng mà không có một Root Port. Tất cả switch khác nhận BPDUs trên ít nhất một cổng.
Designated Port :
Cổng A được chỉ định nếu nó có thể gửi các BPDU tốt nhất trên phân đoạn mạng mà nó được kết nối cùng các switch khác. Trong một phân đoạn nhất định, chỉ có thể có một con đường về phía Root Switch. Nếu có hai-điều đó có nghĩa là có một vòng lặp trong mạng. Tất cả các swtich kết nối với nhau lắng nghe các BPDUs của nhau sau đó đồng Switch có thể gửi các BPDU tốt nhất là switch ưu tiên dành cho phân đoạn mạng này. Port trên Switch đó sẽ là Desginated Port.
Alternative và Backup Port :
Đây là hai cổng có vai trò tương ứng với các trạng thái Blocking của 802.1D.
Một cổng chặn được định nghĩa là không phải Root Port hoặc Designated Port
Một cổng nhận được một BPDU bị hữu ích hơn so với cái nó gửi ra trên phân đoạn mạng của nó. Hãy nhớ rằng một cổng phải nhận các gói tin BPDU để ở lại trạng thái Blocking . RSTP giới thiệu hai vai trò cho mục đích này.
Alternative Port nhận những gói tin BPDU hữu ích hơn từ switch khác là Port bị khóa .Như hình vẽ :
Backup Port thì nhận những gói tin BPDU tốt nhất từ chính nó :
Sự phân biệt này đã được thực hiện trong nội bộ bên trong 802.1d. Đây thực chất là làm thế nào chức năng Cisco UplinkFast hoạt động. Lý do là một Cổng thay thế cung cấp một con đường thay thế để các RootSwitch và do đó có thể thay thế các RootPort nếu nó không thành công. Tất nhiên, một cổng sao lưu dự phòng để cung cấp kết nối cùng phân khúc và không thể đảm bảo một kết nối thay thế cho các RootSwtich . Do đó, loại trừ khỏi nhóm uplink.
Kết quả là, RSTP tính toán các mô hình mạng cuối cùng cho Spanning Tree có sử dụng các tiêu chuẩn như 802.1D. Hoàn toàn không có thay đổi trong cách ưu tiên các switch và các Port. Tên gọi “Blocking” được sử dụng cho trạng thái Discarding do Cisco thực hiện trong CatOS bản 7.1 và sau đó hiển thị trạng thái Listening và Learning . Điều này cho phép thông tin nhiều hơn về một cổng IEEE hơn tiêu chuẩn yêu cầu. Tuy nhiên, tính năng mới là bây giờ có một sự khác biệt giữa vai trò của giao thức xác định cho một cổng và trạng thái hiện tại của nó. Ví dụ, bây giờ là hoàn toàn hợp lệ cho một cổng được ở trạng thái Designated và Blocking cùng một lúc. Trong khi điều này thường xảy ra trong thời gian rất ngắn thời gian, nó đơn giản chỉ có nghĩa là cổng này đang ở trong một trạng thái chuyển tiếp đối tới trạng thái Forwarding .
III.2.2 Sự thay đổi trong gói tin BPDU
Rất ít thay đổi về gói tin BPDU trong RSTP. Chỉ có thay đổi về hai bit cờ, thay đổi Topology (TC) và TC Xác Nhận (TCA), được định nghĩa trong 802.1D . Tuy nhiên, RSTP bây giờ sử dụng tất cả 6 bit
Một thay đổi quan trọng là các BPDU RSTP bây giờ là loại 2, phiên bản 2. Điều này có nghĩa là các switch chạy STP phải bỏ các gói BPDU mới này. Sự thay đổi này giúp cho các switch nhận biết rằng nó đang chạy RSTP hay STP.
BPDUs được gửi đi tại mỗi cổng switch tại Hello – timer, bất kể BPDUs được nhận được từ Root. Bằng cách này, bất kỳ chuyển đổi bất cứ nơi nào trong mạng có thể đóng một vai trò tích cực trong duy trì vận hành mô hình mạng . Switch cũng có thể mong đợi để nhận BPDUs thường xuyên từ láng giềng. Khi ba BPDUs được bỏ qua trong một hàng, láng giềng được coi là Down, và tất cả thông tin liên quan đến Port đấu với láng giềng ngay lập tức “Age out “. Điều này có nghĩa rằng một chuyển đổi có thể phát hiện một thất bại láng giềng trong ba lần khoảng thời gian Hello-timer =6s thay vì phải đợi đến 20 s (Max Age Timer )của STP.
Bởi vì phân biệt BPDU của RSTP với BPDUs của STP 802.1D , nó có thể cùng tồn tại với thiết bị chuyển mạch vẫn còn sử dụng 802.1D . Mỗi Port nỗ lực để hoạt động theo STP BPDU được nhận. Ví dụ, khi một BPDU 802.1d (phiên bản 0) được nhận vào một cổng, cổng đó bắt đầu hoạt động theo các quy tắc 802.1D.
Tuy nhiên, mỗi cổng có một biện pháp mà khóa giao thức trong sử dụng, trong trường hợp từ cả hai BPDUs 802.1d và RSTP được nhận trong một khoảng thời gian ngắn. Điều này có thể xảy ra nếu các thiết bị chuyển mạch trong một mạng được đượ'c chuyển đổi từ các loại hình STP với nhau. Thay vì “flapping” hoặc “toggling” các loại STP trong một di chuyển, switch nắm giữ các loại giao thức trong thời gian một thời gian di chuyển chậm trễ. Sau khi bộ đếm thời gian này hết hạn, cổng là sẽ có thể thay đổi giao thức nếu cần thiết.
Comment