Tweet
I.CÁC KHÁI NIỆM VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA GIAO THỨC STP BRIDGING LOOP
Xác định root port
Sau khi Switch gốc đã được bầu chọn, các switch còn lại cần phải xác định cổng gốc (root port). Tiến trình bầu chọn được mô tả như sau:
Switch gốc tạo ra các gói hello BPDU và gửi mỗi hai giây.
Từng switch khi nhận gói hello sẽ tiếp tục chuyển các gói hello. Switch có cập nhật một số trường trong hello như chi phí (cost), bridgeID, độ ưu tiên của cổng và số thứ tự cổng của switch gửi. Switch không gửi hello BPDU ra những cổng đã trong trạng thái bị khóa. Trong tất cả các cổng của switch nhận gói tin hello, các cổng có chi phí thấp nhất về Switch gốc sẽ là cổng gốc (root port). Một switch phải kiểm tra giá trị chi phí trong mỗi BPDU, thêm vào giá trị chi phí của cổng để xác định đường đi ngắn nhất về Switch gốc. Switch sẽ cộng thêm vào giá trị chi phí được chỉ ra trong BPDU với giá trị chi phí của switchport mà nó nhận gói BPDU. Chi phí đường đi (Path cost) được xem như là chi phí của kết nối, tỉ lệ với băng thông của liên kết. Thông số này có thể được cấu hình bằng dòng lệnh.
Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-id cost cost
Trong hình trên, sw1 là switch gốc và ban đầu gửi ra các gói hello có chi phí=0. switch sẽ nhận được hai gói hello. Một gói có chi phí bằng 0 và một gói có chi phí bằng 38. Tuy nhiên, SW3 sẽ tính toán chi phí của nó để đi về switch gốc. Chi phí này được tính bằng cách cộng chi phí trên cổng của nó vào các giá trị trên. Kết quả là, mặc dù sw3 có kết nối trực tiếp vê SW1, chi phí tổng cộng đi ra cổng F0/4 thấp hơn chi phí đi ra cổng F0/1. Vì vậy SW3 sẽ chọn F0/4 là đường đi về switch gốc. Cần lưu ý là giá trị chi phis STP thường được kết hợp với các giao diện (interface). Thực tế có vài khuyến cáo dùng cùng giá trị chi phí STP trên từng kết nối điểm-điểm của các phân đoạn Ethernet. Giá trị mặc định của một số cổng Ethernet:
Khi một switch nhận được nhiều BPDU có tổng chi phí bằng nhau, switch sẽ dùng tiêu chí sau để so sánh:
Trong danh sách này, nếu điều kiện 1 không thỏa mãn, switch này phải có nhiều kết nối đến cùng switch láng giềng. Hai điều kiện sau chỉ giúp thiết bị nên chọn kết nối nào để dùng.
Xác định cổng designated
Một mạng STP hội tụ sẽ dẫn đến chỉ một switch đẩy traffic vào và ra trên phân đoạn mạng đó. Switch đẩy traffic vào/ra một phân đoạn mạng được gọi là designated switch. Cổng dùng để chuyển frame ra khỏi phân đoạn mạng đó được gọi là designated port (DP). Để được bầu chọn quyền làm DP, một switch phải gửi gói tin Hello với giá trị chi phí thấp nhất vào phân đoạn mạng.
Hội tụ về sơ đồ mạng mới
STP sẽ tiếp tục giám sát tiến trình gửi các BPDU ngay cả khi cấu trúc mạng đã ổn đinh. Khi có sự thay đổi, STP cần phải phản ứng và hội tụ về một sơ đồ mạng mới. Khi mạng đã ổn định, các tiến trình sau xảy ra:
Một vài bước sẽ xảy ra:
SW3 nhận được BPDU từ SW4 nhưng BPDU này kém hơn (không ưu tiên) so với BPDU mà SW3 nhận được từ SW1. Vì vậy, SW3 trở thành DP trên phân đoạn mạng giữa nó và SW4 và bắt đầu gửi ra BPDU trên cổng đó. Trước đây, SW1 đã thắng quá trình bầu cử, như vậy các gói BPDU từ SW1 và SW2 sẽ tiếp tục cạnh tranh với nhau và SW1 sẽ thắng một lần nữa. Phần còn lại của tiến trình sẽ dẫn đến cổng F0/4 của SW3 là DP, cổng F0/3 của SW4 là RP, SW4 F0/2 là DP và SW f0/4 là RP.
Xác định root port
Sau khi Switch gốc đã được bầu chọn, các switch còn lại cần phải xác định cổng gốc (root port). Tiến trình bầu chọn được mô tả như sau:
Switch gốc tạo ra các gói hello BPDU và gửi mỗi hai giây.
Từng switch khi nhận gói hello sẽ tiếp tục chuyển các gói hello. Switch có cập nhật một số trường trong hello như chi phí (cost), bridgeID, độ ưu tiên của cổng và số thứ tự cổng của switch gửi. Switch không gửi hello BPDU ra những cổng đã trong trạng thái bị khóa. Trong tất cả các cổng của switch nhận gói tin hello, các cổng có chi phí thấp nhất về Switch gốc sẽ là cổng gốc (root port). Một switch phải kiểm tra giá trị chi phí trong mỗi BPDU, thêm vào giá trị chi phí của cổng để xác định đường đi ngắn nhất về Switch gốc. Switch sẽ cộng thêm vào giá trị chi phí được chỉ ra trong BPDU với giá trị chi phí của switchport mà nó nhận gói BPDU. Chi phí đường đi (Path cost) được xem như là chi phí của kết nối, tỉ lệ với băng thông của liên kết. Thông số này có thể được cấu hình bằng dòng lệnh.
Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-id cost cost
Trong hình trên, sw1 là switch gốc và ban đầu gửi ra các gói hello có chi phí=0. switch sẽ nhận được hai gói hello. Một gói có chi phí bằng 0 và một gói có chi phí bằng 38. Tuy nhiên, SW3 sẽ tính toán chi phí của nó để đi về switch gốc. Chi phí này được tính bằng cách cộng chi phí trên cổng của nó vào các giá trị trên. Kết quả là, mặc dù sw3 có kết nối trực tiếp vê SW1, chi phí tổng cộng đi ra cổng F0/4 thấp hơn chi phí đi ra cổng F0/1. Vì vậy SW3 sẽ chọn F0/4 là đường đi về switch gốc. Cần lưu ý là giá trị chi phis STP thường được kết hợp với các giao diện (interface). Thực tế có vài khuyến cáo dùng cùng giá trị chi phí STP trên từng kết nối điểm-điểm của các phân đoạn Ethernet. Giá trị mặc định của một số cổng Ethernet:
| Tốc độ Ethernet | Giá trị cost kiểu cũ | Giá trị cost mới |
| 10Mbps | 100 | 100 |
| 100Mbps | 10 | 19 |
| 1Gbps | 1 | 4 |
| 10Gbps | 1 | 2 |
- Chọn giá trị BridgeID thấp nhất của switch gửi.
- Dùng giá trị độ ưu tiên trên cổng thấp nhất của switch kế cận. Switch kế cận đã thêm vào giá trị độ ưu tiên trên cổng của nó trước khi tiếp tục gửi BPDU đi.
- Dùng giá trị chỉ số cổng của switch.
Trong danh sách này, nếu điều kiện 1 không thỏa mãn, switch này phải có nhiều kết nối đến cùng switch láng giềng. Hai điều kiện sau chỉ giúp thiết bị nên chọn kết nối nào để dùng.
Xác định cổng designated
Một mạng STP hội tụ sẽ dẫn đến chỉ một switch đẩy traffic vào và ra trên phân đoạn mạng đó. Switch đẩy traffic vào/ra một phân đoạn mạng được gọi là designated switch. Cổng dùng để chuyển frame ra khỏi phân đoạn mạng đó được gọi là designated port (DP). Để được bầu chọn quyền làm DP, một switch phải gửi gói tin Hello với giá trị chi phí thấp nhất vào phân đoạn mạng.
Hội tụ về sơ đồ mạng mới
STP sẽ tiếp tục giám sát tiến trình gửi các BPDU ngay cả khi cấu trúc mạng đã ổn đinh. Khi có sự thay đổi, STP cần phải phản ứng và hội tụ về một sơ đồ mạng mới. Khi mạng đã ổn định, các tiến trình sau xảy ra:
- Switch gốc sẽ gửi ra các BPDU định kỳ theo khoảng thời gian hello.
- Các switch khác nhận một BPDU trên cổng gốc (root port) của nó.
- Mỗi switch sẽ cập nhật và tiếp tục đẩy BPDU ra các cổng DP.
- Đối với các cổng đang bị khóa, switch sẽ định kỳ nhận một bản BPDU từ DP trên phân đoạn mạng đó. Switch không gửi BPDU ra các cổng bị khóa.
- Khi có sự khác biệt với các tiến trình nêu trên, STP biết rằng sơ đồ mạng đã thay đổi và sự hội tụ mới cần phải diễn ra. Ví dụ, switch gốc mất nguồn điện, tất cả các switch sẽ không nghe BPDU và sau khi khoảng thời gian MaxAge đã hết, các switch sẽ bầu chọn lại switch gốc mới.
Một vài bước sẽ xảy ra:
- SW2 không còn nhận được BPDU trên các cổng gốc (RP) của nó.
- Bởi vì SW2 không nhận được BPDU trên bất kỳ đường đi nào, nó bắt đầu quá trình bầu chọn switch gốc mới bằng cách thông báo chính nó là switch gốc và bắt đầu gửi BPDU ra tất cả các cổng.
- SW4 nhận thấy BPDU cuối cùng có đề cập đến một switch gốc mới, nhưng SW4 sẽ giữ nguyên giá trị RP. SW4 sẽ gửi BPDU về SW3 sau khi cập nhật các trường phù hợp trong BPDU.
SW3 nhận được BPDU từ SW4 nhưng BPDU này kém hơn (không ưu tiên) so với BPDU mà SW3 nhận được từ SW1. Vì vậy, SW3 trở thành DP trên phân đoạn mạng giữa nó và SW4 và bắt đầu gửi ra BPDU trên cổng đó. Trước đây, SW1 đã thắng quá trình bầu cử, như vậy các gói BPDU từ SW1 và SW2 sẽ tiếp tục cạnh tranh với nhau và SW1 sẽ thắng một lần nữa. Phần còn lại của tiến trình sẽ dẫn đến cổng F0/4 của SW3 là DP, cổng F0/3 của SW4 là RP, SW4 F0/2 là DP và SW f0/4 là RP.