1. Bao gồm về Giao thức Spanning Tree 2.Tiến trình thai chọn và hoạt động của Giao thức Spanning Tree3 nhân tố định thời của Giao thức Spanning Tree.4.Các tinh thần trong một quá trình STP

Giao thức Spanning Tree

Tiếp nối series “Tự học CCNAx” bây giờ mình xin share về một giao thức gồm tính năng dự phòng cao. Kháng loop cho hệ thống mạng. Giao thức Spanning Tree. Như mọi người đã biết khối hệ thống mạng luôn cần có một giải pháp dự phòng(backup) và những “điểm tinh tế cảm” trong một giải pháp dự chống thì rất có thể gây đe dọa đến toàn hoạt động của hệ thống.

Bạn đang xem: Giao thức stp là gì

– với tính hội tụ của một giải pháp dự phòng cũng rất quan trọng nên từ bây giờ mình xin share về Giao thức Spanning Tree một anh tài chống loop trong chiến thuật backup. Và biện pháp mà Giao thức Spanning Tree vận động để xóa sổ các điểm mẫn cảm trong khối hệ thống chuyển mạch LAYER 2. Chúng ta bắt đầu với bài 7 vào chuỗi bài “Tự học CCNAx” nhé.

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

1. Giới thiệu khái quát về STP

1.1 Broadcast storm

1.2 Trùng lập Frame

2.Tiến trình bầu chọn và hoạt động vui chơi của STP

2.1 chọn Root-Bridge của STP1

2.3 bầu chọn Designated Port trong phiên làm việc của STP

2.4 tiến hành Blocking các port còn lại của STP

3. Nhân tố định thời vào STP

4. Những trạng thái trong một các bước STP

1. Khái quát về Giao thức Spanning Tree

– trong một hệ thống mạng có một số trong những điểm tinh tế cảm điện thoại tư vấn là “Single point of failure”. Ví như tại đây xảy ra lỗi thì cả một khối hệ thống mạng sẻ bị cách trở hoạt động.

-Ví dụ điển hình:

Trong một khối hệ thống mạng bộ vi xử lý core của một doanh nghiệp nhỏ dại chỉ sử dụng một Switch core hay một Router làm Gateway thì khi trang bị này bị sự cố gắng thì cả một hệ thống mạng bên phía trong sẻ không vận động đi mạng internet được nữa. Khi ấy thiết bị Layer 3 này được gọi là 1 trong những Single point of failure.Để Phòng tránh thì trạng này thì khối hệ thống mạng cần được thiết kế theo phong cách có tính dự trữ nếu một đường chủ yếu (thiết bị chính) bị lỗi thì mau chóng thiết bị backup sẻ được kích hoạt để bảo vệ tính thông liền của hoạt động mạng mặt trong.

– Một hệ thống Layer 2 để được xem dự phòng. Họ thường đấu nối những Switch lại với nhau mục tiêu 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 biểu đạt tính dự trữ của hoạt động Switch khi chuyển frame. Nhưng vô tình cũng tạo nên 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 thực hiện gửi một broadcast frame vào hệ thống. Khi SwX nhận được frame này nó sẻ đẩy frame ra tất cả các port cho SwY. SwY nhận ra broadcast frame này lại thường xuyên gửi ra tất cả các port trừ port nhấn vào và quá trình frame này cứ chạy mãi một vòng giữa SwX với SwY. Các Sw cứ nhân phiên bản và flood broadcast frame này ra. Con số frame này sẻ ngày dần lớn. Cùng khi Sw ko còn khả năng xử lý nữa thì sẻ khiến Sw bị treo.

1.2 Trùng lập Frame

*
STP-3 Trùng lập FramePCA giữ hộ một unicast frame mang lại PCB và địa chỉ MAC của B không được cập nhật vào bảng MAC của Sw thì Sw sẻ xử lý các frame này như 1 broadcast frame và flood ra toàn bộ các port trừ port dìm vào. Với SwX với SwY đều triển khai chuyển flood frame này ra các port khiến PCB đề xuất xử lí frame này 2 lần.

– Để chống tránh các trường phù hợp loop hoàn toàn có thể xảy ra này thì giao thức STP được ra đời để giải quyết và xử lý triệt nhằm single point of failure bên trên Layer 2. STP được IEEE chuẩn hóa trong IEEE 802.1D.

2.Tiến trình bầu chọn và buổi giao lưu của Giao thức Spanning Tree

*
STP-4 mô hình đấu nối dự trữ dùng STP

Hoạt động thai chọn của một tiến trình STP :

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

2.1 lựa chọn Root-Bridge của Giao thức Spanning Tree

*
STP-5 quá trình STP hoạt động bầu chọn Root-BridgeMột khi tiến trình STP được bật, các Sw sẻ gửi những gói tin BPDU (Bridge Protocol Data Unit) để trao đổi giữa những Switch với nhau, BPDU là 1 trong gói tin đặc trưng trong quá trình STP, BPDU chứa một thông tin đặc biệt quan trọng là Bridge-ID của những switch, giá trị này dùng làm dịnh danh mỗi Switch khi náo tham gia các bước STP.

Bridge-ID dài 8byte:

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

Tiến trình thai chọn Root-Bridge sẻ thực hiện như sau:

Đầu tiên sẻ so sánh Sw nào bao gồm số Priority thấp độc nhất vô nhị sẻ là Root-BridgeCác Sw được tùy chỉnh số Priority đều bằng nhau thì quy trình thứ 2 là đối chiếu MAC sẻ thực hiện, Sw nào tất cả MAC nhỏ dại nhất sẻ làm Root-Bridge. MAC là địa chỉ duy tốt nhất trên nhân loại nên sẻ không xẩy ra trùng lập được. VD như hình trên SW1 gồm MAC nhỏ nhất phải sẻ được thai chọn có tác dụng Root-Bridge.Sau khi đã thai chọn được Root-Bridge thì chỉ bao gồm SW có tác dụng root mới gửi BPDU ra khỏi cổng để bảo trì tiến trình STP ( gửi 2s/lần). Những SW nhỏ chỉ nhận, té xung thông tin BPDU cùng forward tin tức BPDU này.STP-6 Root Bridge gửi BPDU ra các cổng đế triển khai tiến trình STP

2.2 bầu chọn Root-port của Giao thức Spanning Tree

Sau lúc đã bầu chọn Root-bridge các SW sẻ bầu chọn Root-port, Root-port là port gồm đường về Root-bridge có tổng cost tích lũy nhỏ tuổi nhất.

Mỗi interface của Ethernet LAN hồ hết gán một giá bán trị hotline là cost, để thực hiện thống kê giám sát của STP

10Mbps100
100Mbps19
1Gbps4
10Gbps2

Bảng cost của một vài loại Interface Ethernet LAN

– Để xác minh được cost tích trữ của một port mang lại Switch làm cho Root-bridge ta thực hiện tính ngược trường đoản cú Root về cổng đó theo qui tắc “vào cộng ra không cộng” dựa trên chiều viral BPDU. VD:

STP-7 bầu chọn Root-port

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

SW2 ta tính cost bên trên cổng e0/1 sẻ là 100, bên trên cổng e0/3 sẻ là 300 buộc phải cổng e0/1 sẻ được lựa chọn là Root-port bên trên SW2.Tương tự trên SW3 là e0/1.Trên SW ta sẻ thấy e0/1 cùng e0/3 đều phải sở hữu tổng cost là 200 đề nghị SW4 sẻ xem con đường đấu nấu ăn giữa 2 port này mang lại 2 Sw2 với Sw3, SW nào gồm MAC thấp hơn sẻ được ưu tiên hơn(giả sử default priority). Vì thế e0/1 sẻ được bầu chọn có tác dụng Root-port trên SW4.

Giả sử mô hình ta đấu nối thêm một mặt đường backup thân SW2 và SW4 như hình :

*
STP-8 Các thông số theo máy tự ưu tiên bầu chọn Root-port

– trên cổng e0/1 và e0/0 đều phải có tổng cost là 200 và cùng đấu nối về một Sw bao gồm Sender Bridge ID cần không thể sử dụng cost tích lũy với Sender Bridge ID để bầu chọn. Yêu cầu ta phải sử dụng một nhân tố gọi là Port-ID.

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

– vào trường hòa hợp này sẻ thực hiện so sánh cổng làm sao đấu nối đến đầu xa tất cả port-ID nhỏ dại hơn sẻ được lựa 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 thai chọn làm Root-port bởi vì nó đấu nối đến e0/2 còn e0/1 thì đấu nối tới e0/3 (2Xét mang lại trường vừa lòng cuối cùng, sơ đồ được đấu nối như hình

*
STP-9 Phân cấp thứ từ ưu tiên Port-ID trong thai chọn Root-port

Lúc này e0/1 với e0/2 hầu hết cùng cost tích lũy, Sender-id, port-id đầu xa đề nghị phải dùng port-id đầu gần để thai chọn, từ bây giờ ta dùng thông số port-number, vày (1Hoạt động thai chọn Root-port vẫn hoàn thành

*
STP-9 vận động bầu lựa chọn Root-port vẫn hoàn thànhThông thường các port đấu nếu như với Switch làm root-bridge đều là root-port

2.3 bầu chọn Designated Port

– tiếp theo sau trong các bước của Giao thức Spanning Tree ta tiến hành bầu chọn Designated port trên các phân đoạn mạng. Designated port là port cung cấp đường về root-bridge bao gồm tổng cost nhỏ nhất bên trên phân đoạn mạng đã xét.

– Một liên kết kết nối chỉ gồm một Designated port

– các qui tắc trong thai chọn Designated port:

Tất cả những port của Root-bridge hầu hết là Designated PortTrên một link p2p thì đối diện Root-port là Designated port.Nếu trên một liên kết có 2 cổng hỗ trợ đường về Root-bridge tất cả cost tích lũy bởi nhau. Thời gian đó sẻ sử dụng Sender ID để xác định, giả dụ Sender ID lại đều bằng nhau thì sử dụng đến port-ID nhằm xét.

Ta lựa chọn được các Designated port như trên sơ trang bị của VD trên.

*
STP-10 vận động bầu lựa chọn Designated Port sẽ hoàn thành

Port e0/3 của SW3 trên phân đoạn mạng thân SW3 cùng SW4 có tổng cost là 100, e0/3 của SW4 bao gồm tổng cost 200 buộc phải e0/3 SW3 sẻ thành Designated port

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

Bước cuối cùng trong các bước STP thì những port không có vai trò là Root tuyệt Designated sẻ bị Block cùng được hotline là Alternated port. Hình bên dưới port e0/3 của SW4 sẻ bị block và đổi mới Alternated port.
*
STP-10 các bước STP vẫn hoàn thành

– tiến trình STP đã xong xuôi và tiến hành khóa port e0/3 bên trên SW4 để giảm vòng loop. Khi có sự thay e0/1 Sw4 down thì STP sẻ lập tức mở lại e0/3 để mạng được thông suốt.

– Luồng BPDU sẻ được Forward qua các Sw và chấm dứt ở SW4 vì cổng block port của SW4 chỉ nhấn BPDU mà không nối tiếp BPDU. Những Switch nhờ vào luồng BPDU nhằm tính độ hội tụ và bảo trì tính định hình của STP. BPDU bước vào Root và 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 hạn mà Root-bridge thực hiện gửi những gói tin BPDU thoát ra khỏi cổng của chính nó để bảo trì tiến trình STP.Forward delay timer: default là 15s. Thời gian các tâm trạng Listening. Learning trước khi sang Forwarding nhằm hội tụ.Max age timer: mặc định là 20s. Khi một cổng đang thực hiện nhận BPDU và đột nhiên nhận một BPDU hèn hơn(inferior BPDU). Port này sẻ hóng hết thời hạn Max-age timer rồi mới thực hiện các hoạt động hội tụ mạng.

Chất lượng của một gói tin BPDU được đánh giá:

So sánh bridge ID của Root Switch. BPDU làm sao mà thông số kỹ thuật Bridge ID nhỏ dại hơn được xem là tốt hơn.Vậy nếu những BPDU muốn so sánh đều bình thường một Root-Bridge ta triển khai so sánh tổng cost tích lũy đi về Root-bridge. BPDU bao gồm tổng cost tích lũy nhỏ dại hơn sẻ giỏi hơn.Khi tổng cost bằng nhau triển khai so sánh Sender Bridge ID của Sw liên kết gửi đến mang lại SW vẫn xét. Sender Bridge ID nào nhỏ tuổi hơn thì BPDU được xem như là tốt hơn.Sender Bridge ID bằng nhau tiến hành so sánh sau đó port-ID: nhỏ dại hơn thì BPDU này xuất sắc hơn.

4.Các tinh thần trong một các bước STP

Các trạng thái trong một quy trình STP đến khi quy tụ bao gồm:

Disabled : cổng này sẽ ở trạng thái ko active.Blocking: port hiện giờ đang bị khóa Alternated port. Chỉ mừng đón BPDU mà cấm đoán BPDU đi thoát ra khỏi cổng. Ko học showroom MAC vào bảng MAC với không forward được dữ liệu.Listening: bao gồm đặc tính cổng chỉ thừa nhận BPDU hoặc nhờ cất hộ BPDU. Ko học add MAC vào bảng MAC với không forward được dữ liệuLearning: y như trạng thái Listenning cổng chỉ dấn BPDU hoặc gửi BPDU. Có thể học được địa chỉ MAC vào bảng MAC với không forward được dữ liệu.Forwarding: cổng chỉ nhấn BPDU hoặc gởi BPDU. Giống như Learning có thể học showroom MAC vào bảng MAC và có thể forward được dữ liệu.

Xem thêm: Toán Lớp 4 Luyện Tập Chung Trang 152 Sgk Toán 4, Luyện Tập Chung Trang 152 Sgk Toán 4

Tiến trình chạy STP

Giao thức Spanning Tree chạy. Cổng bị chuyển vào tâm trạng Blocking sẻ bị khóa ngay lập tức. Còn những cổng như Root cùng Designated port thì buộc phải trải qua những trạng thái Listening(15s) rồi liên tục chuyển lịch sự trạng thái Learning(15s). Rồi mới chuyển quý phái trạng thái Forwarding để forward được dữ liệu. Đợi quá trình STP chạy không còn để chống loop qua các trạng thái Listening và Learning mất 30s tương đối lâu. Vì thế Cisco đã chuyển ra một số trong những các tính năng nhằm mục đích hạ phải chăng khoảng thời hạn timer đó lại như: Portfast, Uplinkfast, Backbonefast xuất xắc version Rapid SPAN IEEE 802.1W.

Lời Kết bài bác 7: Giao thức Spanning Tree

Bài share về “Spanning Tree và buổi giao lưu của Giao thức Spanning Tree” của bản thân mình xin tạm dừng tại đây. Share tiếp theo bản thân xin chia sẻ về” Rapid SPAN với pVST+. Một thủ tục khác tăng cấp hơn của Giao thức Spanning Tree và phương thức hoạt cồn trong một hệ thộng mạng gửi mạch LAN”. Hãy theo dõi nội dung bài viết tiếp theo trong Series Tự học CCNA tại website cùng blog fkhorizont-turnovo.com.vcode.ovh nhé. Giả dụ có vướng mắc hay đóng góp các anh em hãy comment bên dưới nhé! Thân ái!

Tác giả: Quân Lê – fkhorizont-turnovo.com

Bạn hoàn toàn có thể tương tác và update thông tin new nhất của tập thể nhóm Facebook fkhorizont-turnovo.com, những khóa học bắt đầu do group tổ chức triển khai tại «Portal»