Spanning Tree Protocol Là Gì

Giao thức Spanning Tree

Tiếp nối series “Tự học tập CCNAx” hôm nay mình xin share về một giao thức bao gồm tính năng dự trữ cao. Kháng loop cho khối hệ thống mạng. Giao thức Spanning Tree. Như mọi bạn đã biết hệ thống mạng luôn cần phải có một phương án dự phòng(backup) và các “điểm tinh tế cảm” trong một phương án dự chống thì rất có thể gây rình rập đe dọa đến toàn hoạt động vui chơi của hệ thống.

Bạn đang xem: Spanning tree protocol là gì

– với tính quy tụ của một giải pháp dự phòng cũng khá quan trọng nên từ bây giờ mình xin chia sẻ về Giao thức Spanning Tree một công dụng chống loop trong giải pháp backup. Và biện pháp mà Giao thức Spanning Tree hoạt động để xóa bỏ các điểm nhạy bén trong khối hệ thống chuyển mạch LAYER 2. Chúng ta ban đầu với bài 7 vào chuỗi bài xích “Tự học tập CCNAx” nhé.

Bài viết nên xem qua :Series “Tự học tập CCNA”

1. Ra mắt khái quát lác về STP

1.1 Broadcast storm

1.2 Trùng lập Frame

2.Tiến trình thai chọn và buổi giao lưu của STP

2.1 chọn Root-Bridge của STP1

2.3 bầu chọn Designated Port trong phiên thao tác làm việc của STP

2.4 tiến hành Blocking các port còn sót lại của STP

3. Yếu tố định thời vào STP

4. Các trạng thái trong một quy trình STP

1. Tổng quan về Giao thức Spanning Tree

– trong một hệ thống mạng có một vài điểm nhạy bén cảm điện thoại tư vấn là “Single point of failure”. Ví như tại đây xảy ra lỗi thì cả một hệ thống mạng sẻ bị cách biệt hoạt động.

-Ví dụ điển hình:

Trong một khối hệ thống mạng bộ vi xử lý core của một doanh nghiệp nhỏ dại chỉ áp dụng một Switch core hay 1 Router làm cho Gateway thì khi đồ vật này bị sự cố gắng thì cả một hệ thống mạng bên trong sẻ không vận động đi mạng internet được nữa. Lúc đó thiết bị Layer 3 này được gọi là một trong những Single point of failure.Để Phòng kị thì trạng này thì hệ thống mạng cần được thiết kế có tính dự phòng nếu một đường chủ yếu (thiết bị chính) bị lỗi thì lập tức thiết bị backup sẻ được kích hoạt để bảo đảm an toàn tính thông suốt của chuyển động mạng bên trong.

– Một khối hệ thống Layer 2 để được xem dự phòng. Chúng ta thường đấu nối nhiều Switch lại cùng với nhau mục đích để tăng tính dự trữ và cũng vô tình gây nên “Single point of failure” sẽ là loop.

STP-1 Đấu nối dự phòng

– Hình trên mô tả tính dự phòng của chuyển động Switch khi gửi frame. Dẫu vậy vô tình cũng tạo ra một vòng loop. Các hiệ tượng loop trên Layer 2 có thể kể đến.

1.1 Broadcast storm

STP-1 Broadcast StormGiả sử PC A tiến hành gửi một broadcast frame vào hệ thống. Khi SwX cảm nhận frame này nó sẻ đẩy frame ra toàn bộ các port mang đến SwY. SwY nhận thấy broadcast frame này lại thường xuyên gửi ra toàn bộ các port trừ port nhấn vào và quá trình frame này cứ chạy mãi một vòng thân SwX và SwY. Các Sw cứ nhân bản và flood broadcast frame này ra. Con số frame này sẻ ngày càng lớn. Với khi Sw không còn kỹ năng xử lý nữa thì sẻ khiến cho Sw bị treo.

1.2 Trùng lập Frame

STP-3 Trùng lập FramePCA giữ hộ một unicast frame mang lại PCB và add MAC của B không được update vào bảng MAC của Sw thì Sw sẻ xử lý các frame này như một broadcast frame cùng flood ra tất cả các port trừ port dìm vào. Với SwX cùng SwY đều tiến hành chuyển flood frame này ra các port khiến PCB yêu cầu xử lí frame này 2 lần.

– Để phòng tránh những trường hợp loop có thể xảy ra này thì giao thức STP được thành lập và hoạt động để giải quyết triệt để single point of failure bên trên Layer 2. STP được IEEE chuẩn chỉnh hóa vào IEEE 802.1D.

2.Tiến trình thai chọn và hoạt động của Giao thức Spanning Tree

STP-4 mô hình đấu nối dự trữ dùng STP

Hoạt động bầu chọn của một quá trình STP :

Thực hiện bầu chọn Root-BridgeBầu lựa chọn Root-PortLựa chọn các Designated-portBlocking những port còn lại

2.1 lựa chọn Root-Bridge của Giao thức Spanning Tree

STP-5 quy trình STP vận động bầu lựa chọn Root-BridgeMột khi tiến trình STP được bật, các Sw sẻ gửi các gói tin BPDU (Bridge Protocol Data Unit) để điều đình giữa các Switch cùng với nhau, BPDU là một gói tin quan trọng đặc biệt trong quá trình STP, BPDU cất một thông tin quan trọng đặc biệt là Bridge-ID của những switch, giá trị này dùng làm dịnh danh mỗi Switch khi náo tham gia tiến trình STP.

Bridge-ID nhiều năm 8byte:

Số Priority(2byte): có mức giá trị từ bỏ 0 – 65535 mang định là 32768MAC address(6byte)

Tiến trình bầu chọn Root-Bridge sẻ tiến hành như sau:

Đầu tiên sẻ so sánh Sw nào gồm số Priority thấp nhất sẻ là Root-BridgeCác Sw được tùy chỉnh số Priority đều bằng nhau thì tiến trình thứ 2 là đối chiếu MAC sẻ thực hiện, Sw nào tất cả MAC nhỏ nhất sẻ có tác dụng Root-Bridge. MAC là địa chỉ duy độc nhất trên thế giới nên sẻ không xảy ra trùng lập được. VD như hình bên trên SW1 bao gồm MAC nhỏ dại nhất buộc phải sẻ được thai chọn có tác dụng Root-Bridge.Sau khi đã bầu chọn được Root-Bridge thì chỉ bao gồm SW có tác dụng root mới gửi BPDU thoát ra khỏi cổng để gia hạn tiến trình STP ( nhờ cất hộ 2s/lần). Những SW bé chỉ nhận, vấp ngã xung thông tin BPDU với forward thông tin BPDU này.STP-6 Root Bridge gửi BPDU ra các cổng đế thực hiện tiến trình STP

2.2 bầu chọn Root-port của Giao thức Spanning Tree

Sau khi đã bầu chọn Root-bridge các SW sẻ thai chọn Root-port, Root-port là port có đường về Root-bridge có tổng cost tích lũy nhỏ dại nhất.

Mỗi interface của Ethernet LAN đều gán một giá bán trị điện thoại tư vấn là cost, nhằm thực hiện đo lường và thống kê của STP

10Mbps	100
100Mbps	19
1Gbps	4
10Gbps	2

Bảng cost của một vài loại Interface Ethernet LAN

– Để xác định được cost tích trữ của một port đến Switch làm cho Root-bridge ta triển khai tính ngược từ Root về cổng kia theo qui tắc “vào cộng ra không cộng” dựa vào chiều lan truyền BPDU. VD:

STP-7 thai chọn Root-port

Trên hình: SW1 đã làm Root-bridge phải ta sẻ triển khai bầu chọn Root-port:

SW2 ta tính cost trên cổng e0/1 sẻ là 100, trên cổng e0/3 sẻ là 300 nên cổng e0/1 sẻ được chọn là Root-port trên SW2.Tương tự trên SW3 là e0/1.Trên SW ta sẻ thấy e0/1 và e0/3 đều phải có tổng cost là 200 đề xuất SW4 sẻ xem đường đấu nấu giữa 2 port này mang đến 2 Sw2 và Sw3, SW nào tất cả MAC thấp hơn sẻ được ưu tiên hơn(giả sử mặc định priority). Vì vậy e0/1 sẻ được thai chọn có tác dụng Root-port bên trên SW4.

Giả sử mô hình ta đấu nối thêm một đường backup giữa SW2 với SW4 như hình :

STP-8 Các thông số theo sản phẩm tự ưu tiên bầu chọn Root-port

– trên cổng e0/1 và e0/0 đều phải sở hữu tổng cost là 200 và cùng đấu nối về một Sw bao gồm Sender Bridge ID đề xuất không thể thực hiện cost tích lũy và Sender Bridge ID để thai chọn. Nên ta phải sử dụng một yếu tố gọi là Port-ID.

Xem thêm: Boobs Là Gì - Nghĩa Của Từ Boobs Trong Tiếng Việt

– Port-ID được dùng làm định danh cho mỗi cổng của Ethernet LAN bao gồm : port-priority(0-255 mặc định là 128) cùng port-number(là số địa chỉ vật lý bên trên port của SW vd: f0/0)

– vào trường phù hợp này sẻ tiến hành so sánh cổng làm sao đấu nối cho đầu xa tất cả port-ID bé dại hơn sẻ được chọn làm Root-port. Tiến trình so sánh này sẻ thực hiện so sánh port-priority trước rồi mới đến port-number. Ở VD trên thì cổng e0/0 sẻ được bầu chọn làm cho Root-port vì chưng nó đấu nối mang đến e0/2 còn e0/1 thì đấu nối cho tới e0/3 (2

STP-9 Phân cấp cho thứ trường đoản cú ưu tiên Port-ID trong bầu chọn Root-port

Lúc này e0/1 và e0/2 rất nhiều cùng cost tích lũy, Sender-id, port-id đầu xa phải phải sử dụng port-id đầu gần để bầu chọn, lúc này ta dùng thông số kỹ thuật port-number, vày (1Hoạt động thai chọn Root-port đang hoàn thành

STP-9 vận động bầu lựa chọn Root-port vẫn hoàn thànhThông thường những port đấu đối với Switch làm root-bridge những là root-port

2.3 bầu chọn Designated Port

– tiếp sau trong các bước của Giao thức Spanning Tree ta tiến hành bầu chọn Designated port trên những phân đoạn mạng. Designated port là port cung ứng đường về root-bridge gồm tổng cost bé dại nhất bên trên phân đoạn mạng đang xét.

– Một link kết nối chỉ bao gồm một Designated port

– các qui tắc trong thai chọn Designated port:

Tất cả những port của Root-bridge đông đảo là Designated PortTrên một liên kết p2p thì đối diện Root-port là Designated port.Nếu trên một liên kết có 2 cổng cung cấp đường về Root-bridge có cost tích lũy bằng nhau. Lúc đó sẻ sử dụng Sender ID để xác định, ví như Sender ID lại cân nhau thì sử dụng đến port-ID nhằm xét.

Ta chọn được các Designated port như bên trên sơ đồ gia dụng của VD trên.

STP-10 chuyển động bầu chọn Designated Port sẽ hoàn thành

Port e0/3 của SW3 trên phân đoạn mạng thân SW3 với SW4 bao gồm tổng cost là 100, e0/3 của SW4 bao gồm tổng cost 200 đề nghị e0/3 SW3 sẻ thành Designated port

2.4 Tiến trình Blocking các port sót lại của Giao thức Spanning Tree

Bước cuối cùng trong quá trình STP thì các port không có vai trò là Root tuyệt Designated sẻ bị Block và được gọi là Alternated port. Hình dưới port e0/3 của SW4 sẻ bị block và biến chuyển Alternated port.

STP-10 các bước STP đang hoàn thành

– tiến trình STP đã dứt và thực hiện khóa port e0/3 bên trên SW4 để giảm vòng loop. Khi có sự nắm e0/1 Sw4 down thì STP sẻ nhanh chóng mở lại e0/3 nhằm mạng được thông suốt.

– Luồng BPDU sẻ được Forward qua những Sw và kết thúc ở SW4 vị cổng block port của SW4 chỉ dấn BPDU nhưng mà không chuyển tiếp BPDU. Các Switch phụ thuộc vào luồng BPDU nhằm tính độ hội tụ và bảo trì tính ổn định của STP. BPDU lấn sân vào Root cùng blocking port, đi ra những Designated port.

3 yếu tố định thời của Giao thức Spanning Tree.

STP sử dụng các định thời : hello timer, forward delay timer, max age timer.

Hello timer: default 2s. Khoảng thời gian mà Root-bridge triển khai gửi những gói tin BPDU ra khỏi cổng của chính nó để bảo trì tiến trình STP.Forward delay timer: mặc định là 15s. Thời gian các tâm lý Listening. Learning trước khi sang Forwarding nhằm hội tụ.Max age timer: mặc định là 20s. Lúc một cổng đang tiến hành nhận BPDU và đùng một cái nhận một BPDU hèn hơn(inferior BPDU). Port này sẻ hóng hết thời hạn Max-age timer rồi mới tiến hành các chuyển động hội tụ mạng.

Chất lượng của một gói tin BPDU được tấn công giá:

So sánh bridge ID của Root Switch. BPDU như thế nào mà thông số kỹ thuật Bridge ID nhỏ dại hơn được xem là tốt hơn.Vậy nếu các BPDU muốn đối chiếu đều chung một Root-Bridge ta thực hiện so sánh tổng cost tích lũy đi về Root-bridge. BPDU bao gồm tổng cost tích lũy nhỏ hơn sẻ tốt hơn.Khi tổng cost bằng nhau tiến hành so sánh Sender Bridge ID của Sw kết nối gửi đến cho SW vẫn xét. Sender Bridge ID nào nhỏ tuổi hơn thì BPDU được coi là tốt hơn.Sender Bridge ID bởi nhau thực hiện so sánh tiếp đến port-ID: nhỏ hơn thì BPDU này giỏi hơn.

4.Các trạng thái trong một quy trình STP

Các tâm trạng trong một tiến trình STP mang đến khi quy tụ bao gồm:

Disabled : cổng này đang ở trạng thái ko active.Blocking: port hiện nay đang bị khóa Alternated port. Chỉ tiếp nhận BPDU mà cấm đoán BPDU đi thoát khỏi cổng. Ko học địa chỉ cửa hàng MAC vào bảng MAC cùng không forward được dữ liệu.Listening: có đặc tính cổng chỉ dấn BPDU hoặc giữ hộ BPDU. Ko học showroom MAC vào bảng MAC và không forward được dữ liệuLearning: y hệt như trạng thái Listenning cổng chỉ nhận BPDU hoặc nhờ cất hộ BPDU. Hoàn toàn có thể học được địa chỉ MAC vào bảng MAC cùng không forward được dữ liệu.Forwarding: cổng chỉ dấn BPDU hoặc gửi BPDU. Giống như Learning có thể học địa chỉ MAC vào bảng MAC và có thể forward được dữ liệu.

Tiến trình chạy STP

Giao thức Spanning Tree chạy. Cổng bị gửi vào trạng thái Blocking sẻ bị khóa ngay lập tức. Còn các cổng như Root với Designated port thì đề nghị trải qua những trạng thái Listening(15s) rồi liên tiếp chuyển quý phái trạng thái Learning(15s). Rồi mới chuyển quý phái trạng thái Forwarding để forward được dữ liệu. Đợi quy trình STP chạy không còn để kháng loop qua các trạng thái Listening với Learning mất 30s tương đối lâu. Vì vậy Cisco đã gửi ra một vài các tính năng nhằm hạ rẻ khoảng thời hạn timer này lại như: Portfast, Uplinkfast, Backbonefast giỏi version Rapid SPAN IEEE 802.1W.

Lời Kết bài bác 7: Giao thức Spanning Tree

Bài chia sẻ về “Spanning Tree và hoạt động vui chơi của Giao thức Spanning Tree” của bản thân xin tạm dừng tại đây. Share tiếp theo bản thân xin chia sẻ về” Rapid SPAN và pVST+. Một cách tiến hành khác upgrade hơn của Giao thức Spanning Tree và cách thức hoạt động trong một hệ thộng mạng chuyển mạch LAN”. Hãy theo dõi nội dung bài viết tiếp theo trong Series Tự học tập CCNA trên website với blog diywkfbv.com.vcode.ovh nhé. Ví như có vướng mắc hay đóng góp các đồng đội hãy comment bên dưới nhé! Thân ái!

Tác giả: Quân Lê – diywkfbv.com

Bạn có thể tương tác và cập nhật thông tin bắt đầu nhất của nhóm Facebook diywkfbv.com, những khóa học new do group tổ chức tại «Portal»