Spanning Tree là gì? Đây có thể là một thuật ngữ khá mới với một số người. Dưới bài viết dưới đây, NetworkPro sẽ cung cấp cho bạn 1 số thông tin về Spanning Tree, giao thức của Spanning Tree hiện có và cơ chế hoạt động của nó. Cùng tìm hiểu nhé!
Spanning Tree là gì?
Spanning Tree Protocol (STP) là một giao thức được sử dụng để ngăn chặn một vòng lặp. Giao thức này cho phép các bridge truyền thông với nhau từ đó để phát hiện vòng lặp vật lý trong mạng.
Sau đó STP sẽ tạo một cây cấu trúc của vòng lặp tự do bao gồm các lá và các nhánh kết nối toàn bộ lớp 2.
Tại sao phải sử dụng Spanning Tree
Vòng lặp xảy ra trong quá trình tải mạng đến từ nhiều nguyên nhân. Đa số các nguyên nhân đều là kết quả của công việc cố gắng tính toán để cung cấp khả năng dự phòng. Khi một Công tắc hoặc liên kết bị hỏng, thì các Công tắc hoặc liên kết khác vẫn tiếp tục hoạt động. Tuy nhiên, nguyên nhân của các vòng lặp cũng có thể xảy ra lỗi.
Bão phát sóng
Giả sử máy Một tiến trình gửi một khung quảng bá vào hệ thống. Khi Switch X nhận được khung này, nó sẽ đưa khung ra tất cả các cổng đến Switch Y. Switch Y nhận được Khung phát sóng này lại tiếp tục gửi ra tất cả các cổng trừ cổng nhận vào và quá trình khung này cứ chạy mãi một vòng giữa Công tắc X và Công tắc Y. Các Switch liên tục nhân bản và làm tràn khung quảng bá này ra. Frame number will ngày càng lớn. Và khi Switch không còn khả năng xử lý nữa thì Switch sẽ bị treo.
Trùng lặp Frame
Khung Máy tính A gửi một khung hình unicast đến Máy tính B và địa chỉ MAC của B chưa được cập nhật vào bảng MAC của Switch, Switch sẽ xử lý các khung này như một lũ lụt và khung quảng bá xử lý tất cả các cổng trừ cổng nhận vào . Và Switch X và Switch Y đều thực hiện quá trình chuyển vùng lũ khung này ra nhiều cổng khiến Máy tính B phải xử lý khung này 2 lần.
Giao thức STP được ra đời để giải quyết triệt để vòng lặp trường hợp, điểm lỗi duy nhất trên Lớp 2. STP được IEEE hóa chuẩn IEEE 802.1D.
Tiến trình và bầu hoạt động của Giao thức Spanning tree là gì?
Bầu chọn hoạt động của một tiến trình STP:
– Thực hiện bầu chọn Root – Bridge
– Gốc Bầu – Port
– Các cảng được chỉ định – Port
– Blocking Ports Left
|| Đọc thêm: Công Nghệ Lora Là Gì? Mạng Lorawan Là Giao Thức Mạng Ra Sao?
Select Root – Bridge of STP
Một khi STP được bật, các Switch sẽ gửi các gói tin BPDU (Bridge Protocol Data Unit) để trao đổi giữa các Switch với nhau. Trong tiến trình STP, BPDU là một gói tin quan trọng. BPDU chứa một thông tin quan trọng là Bridge – ID của các Switch. Với giá trị này dùng để định danh mỗi Switch khi nào tham gia tiến trình STP.
Bridge-ID dài 8 byte:
– Số Priority (2 byte): có giá trị từ 0 – 65535 mặc định là 32768
– MAC address (6byte)
Tiến trình bầu Root – Bridge được tiến hành:
– Trước tiên so sánh Switch nào có số Priority thấp nhất sẽ là Root – Bridge.
– Các Switch có số Priority bằng nhau thì qua tiến trình thứ 2 là so sánh MAC. Switch nào có MAC nhỏ nhất sẻ làm Root – Bridge. Có thể xem trên thế giới MAC là địa chỉ duy nhất không xảy ra trùng lặp được.
– Sau khi đã bầu được Root – Bridge thì chỉ có Switch làm root mới gửi BPDU ra khỏi cổng để duy trì tiến trình STP (gửi 2s/lần). Các Switch con chỉ nhận, bổ xung thông tin BPDU và Forward thông tin BPDU này.
Bầu Root – Port của STP
Sau khi đã bầu Root – bridge thì sẽ sang các Switch bầu chọn Root-Port. Root-Port là port có đường về Root – bridge có tổng cost tích lũy nhỏ nhất.
Mỗi interface của Ethernet LAN đều được gán cho một giá trị. Giá trị đó gọi là cost dùng để thực hiện tính toán của STP.
Để xác định được cost tích lũy của một port đến Switch làm Root-bridge bạn thực hiện tính ngược từ Root về cổng đó dựa theo chiều lan truyền BPDU theo quy tắc “vào cộng ra không cộng”.
Lựa các Designated Port
Tiếp theo STP ta thực hiện bầu Designated Port. Designated Port là Port cung cấp đường về root-bridge có tổng cost nhỏ nhất trên phân đoạn mạng bạn đang xét. Chỉ có một Designated port ứng với một link kết nối.
Blocking các port còn lại của STP
Bước cuối cùng trong STP là đối với các port không có vai trò là Root hay Designated sẽ bị Block. Nó được gọi là Alternated port.
Nhân tố định thời của Giao thức Spanning Tree là gì?
– Hello timer: định kỳ sau thời gian 2s sẽ gửi BPDU
– Max-age times: 20(s)
– Forward timer: 15(s)
Nếu Root-Switch chết hay port block không nhận được BPDU thì mất tầm 20s nó mới hoạt động trở lại.
|| Đọc thêm: Sip Là Gì? Cách Giao Thức Sip Hoạt Động Như Thế Nào?
Các trạng thái một tiến trình Spanning tree là gì?
Các trạng thái khi Switch khởi động:
– Disable: down
– Chặn: nhận BDPU > không gửi BPDU > không học MAC > không chuyển tiếp khung.
– Leaning: nhận BDPU > gửi BPDU > học MAC > không chuyển tiếp frame.
– Nghe: nhận BDPU > gửi BPDU > không học MAC > không chuyển tiếp khung
– Chuyển tiếp: nhận BDPU > gửi BPDU > học MAC > chuyển tiếp khung
Chặn > Nghe: mất 20(s)
Listening > Leaning: mất 15(s)
Học tập > Chuyển tiếp: mất 15(s)
Kết luận
Với những thông tin về Spanning Tree là gì? mà NetworkPro vừa chia sẻ đến bạn hy vọng cung cấp cho bạn thêm những kiến thức hữu ích trong lĩnh vực công nghệ thông tin.
|| Tham khảo: Top 5 xưởng gia công cơ khí Bình Dương uy tín, chất lượng
