Cấu hình stp - rpvst

© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco ConfidentialPresentation_ID
1
STP - RPVST
Quản trị mạng cơ bản
Presentation_ID
2
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Nội dung

Mô tả những vấn đề gặp phải khi triển khai mô hình mạng dự phòng.

Mô tả hoạt động của giao thức IEEE 802.1D STP.

Mô tả những phiên bản giao thức cây mở rộng khác.

Mô tả hoạt động của PVST+ trong môi trường mạng chuyển mạch LAN.

Mô tả hoạt động của Rapid PVST+ trong môi trường mạng chuyển mạch LAN.

Cấu hình PVST+ và Rapid PVST+ trong môi trường mạng chuyển mạch LAN.

Xác định các vấn đề hay gặp phải khi cấu hình STP.
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco ConfidentialPresentation_ID
3
STP
Presentation_ID
4
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Mục đích của giao thức cây mở rộng

Dự phòng tại tầng 1 và 2 của mô hình OSI
Presentation_ID
5
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Mục đích của giao thức cây mở rộng
Vấn đề khi dự phòng tầng 1: Bảng MAC không ổn định

Nếu có nhiều hơn 1 con đường để chuyển frame đi thì có thể gây ra 1 vòng lặp vô tận.

Ethernet frames không có thuộc tính Time To Live (TTL).

Trong mạng chuyển mạch, frame sẽ tiếp tục được quảng bá giữa các switch mà không bao giờ kết thúc.

Việc quảng bá liên tục giữa các switch sẽ gây ra sự không ổn định cho bảng MAC.
Presentation_ID
6
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Mục đích của giao thức cây mở rộng
Vấn đề khi dự phòng tầng 1: Bão quảng bá

Switch sẽ chuyển tiếp các frame quảng bá ra tất cả các cổng trừ cổng nhận được bản tin.

Nếu 1 vòng lặp ở tầng 2 được thiết lập thì frame quảng bá sẽ được chuyển tiếp mà không bao giờ kết thúc.
Trường hợp này được gọi là bão quảng bá.

Do đó sẽ không còn băng thông cho dữ liệu hợp lệ và mạng trở nên không sẵn sàng cho việc truyền dữ liệu. Đây
là hiệu ứng từ chối dịch vụ.


Hiện tượng bão quảng bá chắc chắn sẽ xảy ra khi mạng tầng 2 bị lặp vòng.

Khi nhiều thiết bị cùng gửi quảng bá vào mạng thì nhiều dữ liệu sẽ bị lặp vòng hơn, gây tiêu tốn tài nguyên. Cuối
cùng việc gây ra bão quảng bá sẽ khiến mạng sụp đổ.
Presentation_ID
7
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Mục đích của giao thức cây mở rộng
Vấn đề khi dự phòng tầng 1: trùng lặp frame unicast

Khi frame unicast được gửi vào mạng bị lặp vòng sẽ khiến thiết bị đích nhận được các frame trùng lặp.

Hầu hết các giao thức lớp trên không được thiết kế để nhận ra, hoặc đối phó với việc trùng lặp bản tin. Nhìn
chung, các giao thức sử dụng 1 cơ chế đánh số thứ tự để nhận ra việc truyền thông bị thất bại, và số thứ tự này
sẽ được tái sử dụng cho những phiên truyền thông khác.

Các giao thức ở tầng 2, ví dụ như Ethernet, thiếu cơ chế để nhận ra và loại trừ việc lặp vòng đến vô tận.
Presentation_ID
8
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Hoạt động của STP
Thuật toán cây mở rộng: Giới thiệu

STP đảm bảo rằng chỉ có duy nhất 1 con đường logic giữa tất cả các đích ở trong mạng bằng cách khóa những
đường dư thừa có thể gây ra lặp vòng.

Một cổng được coi là bị khóa khi dữ liệu của người dùng bị ngăn chặn gửi ra hoặc nhận vào trên cổng đó. Những
dữ liệu bị chặn không bao gồm các bản tin BPDU được sử dụng bởi STP để ngăn chặn lặp vòng.


Các đường truyền vật lý vẫn tồn tại để cung cấp kết nối dự phòng, nhưng những con đường này sẽ bị vô hiệu hóa
để ngăn chặn xảy ra lặp vòng.

Khi đường truyền hoặc switch bị lỗi thì STP sẽ tính toán lại các con đường và mở khóa những cổng cần thiết để
khôi phục đường dự phòng.
Presentation_ID
9
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Thuật toán cây mở rộng

STP sử dụng một thuật toán gọi là thuật toán cây mở
rộng.

STP chọn 1 điểm tham chiếu gọi là Root Bridge, và
quyết định các con đường tới điểm tham chiếu.

Nếu có nhiều hơn 1 con đường tồn tại thì STP sẽ sử
dụng đường tốt nhất và khóa những đường còn lại.
X
Presentation_ID
10
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Hoạt động của STP
Thuật toán cây mở rộng: Root Bridge
Presentation_ID
11
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

BKACAD
Hoạt động của STP
Thuật toán cây mở rộng: Vai trò của cổng
Presentation_ID
12
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Quá trình xác định cây mở rộng
1. Root Bridge
2. Root Port trên mỗi switch
3. Designated Port trong mỗi phân đoạn
4. Non-Designated Port trên các switch có cổng bị khóa
Presentation_ID
13
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Hai khái niệm chính của STP

Để tạo ra một sơ đồ không bị lặp vòng, STP tính toán dựa trên 2 khái niệm chính:
Bridge ID
Path Cost
Link Speed Cost (Revised IEEE Spec) Cost (Previous IEEE Spec)
10 Gbps 2 1
1 Gbps 4 1
100 Mbps 19 10
10 Mbps 100 100
Presentation_ID
14
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD


Bridge ID (BID) được sử dụng để nhận diện mỗi bridge/switch.

BID được sử dụng để quyết định điểm trung tâm của mạng, và theo phương diện của STP thì gọi là root bridge.
Bridge ID Without the
Extended System ID
Bridge ID with the
Extended System ID
Bridge ID (BID)
Presentation_ID
15
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD

Bao gồm 2 thành:
2-byte Bridge Priority: Cisco switch mặc định là 32,768 hoặc 0x8000.
6-byte địa chỉ MAC

Bridge Priority thường được biểu diễn ở dạng thập phân và địa chỉ MAC trong BID thường được biểu diễn ở dạng thập
lục phân.
Bridge ID (BID)
Presentation_ID
16
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Bridge ID (BID)

Hoạt động của cây mở rộng yêu cầu mỗi switch phải có 1 BID duy nhất.

Trong chuẩn 802.1D, BID được tạo thành bởi trường Priority địa chỉ MAC của switch, và tất cả các VLANs được biểu diễn

bởi một CST.

Vì PVST tách biệt cây mở rộng cho mỗi VLAN nên trường BID cần chứa thông tin về VLAN ID (VID).

Điều này được thực hiện bằng cách tái sử dụng 1 phần của trường Priority như là phần mở rộng của system ID để chứa
thông tin VID.
Presentation_ID
17
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Priority = Priority (Mặc định là 32,768) + VLAN
Access2#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 24577
Address 000f.2490.1380
Cost 23
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0009.7c0b.e7c0
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
<text omitted>
VLAN0010
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 4106
Address 000b.fd13.9080
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys-id-ext 10)
Address 0009.7c0b.e7c0
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
Presentation_ID
18
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD

Được sử dụng để lựa chọn root bridge.

Brigde có giá trị Bridge ID thấp nhất sẽ là gốc.

Nếu tất cả các thiết bị có độ ưu tiên bằng nhau, bridge có địa chỉ MAC thấp nhất sẽ là root bridge.

Chú ý: Để đơn giản, trong mô hình chúng ta sẽ dùng Bridge Priorities không có Extended System ID.
Bridge ID (BID)
Presentation_ID
19
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Path Cost – Original Spec (Linear)

Bridge dùng khái niệm cost để định giá khoảng cách tới các bridge khác.

Nó được dùng trong STP để phát triển 1 sơ đồ không có lặp vòng.

Nguyên bản 802.1D định nghĩa cost bằng 1 tỉ/băng thông của link tính theo Mbps.
Cost của link 10 Mbps = 100 hoặc 1000/10

Cost của link 100 Mbps = 10 hoặc 1000/100
Cost của link 1 Gbps = 1 hoặc 1000/1000
Link Speed Cost (Revised IEEE Spec) Cost (Previous IEEE Spec)
10 Gbps 2 1
1 Gbps 4 1
100 Mbps 19 10
10 Mbps 100 100
Presentation_ID
20
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Path Cost – Revised Spec (Non-Linear)

IEEE đã điều chỉnh lại với các giá trị mới:
4 Mbps 250 (cost)
10 Mbps 100 (cost)
16 Mbps 62 (cost)
45 Mbps 39 (cost)
100 Mbps 19 (cost)
155 Mbps 14 (cost)
622 Mbps 6 (cost)
1 Gbps 4 (cost)
10 Gbps 2 (cost)
Link Speed Cost (Revised IEEE Spec) Cost (Previous IEEE Spec)
10 Gbps 2 1
1 Gbps 4 1
100 Mbps 19 10
10 Mbps 100 100
•
You can change the path cost by modifying the cost of a port.

•
Exercise caution when you do this!
•
BID and Path Cost are used to develop a loop-free topology .
•
Coming very soon!
Presentation_ID
21
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Hoạt động của STP
Định dạng bản tin 802.1D BPDU
Presentation_ID
22
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Hoạt động của STP
Quá trình quảng bá và xử lý BPDU
Presentation_ID
23
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Trình tự 4 bước quyết định của STP

Khi xây dựng 1 sơ đồ mạng không lặp vòng, STP luôn dùng trình tự 4 bước quyết định giống nhau:
Trình tự 4 bước quyết định
Bước 1 – BID thấp nhất
Bước 2 - Path Cost thấp nhất tới Root Bridge
Bước 3 - Sender BID thấp nhất
Bước 4 – Port ID thấp nhất


Bridges sử dụng Configuration BPDUs trong quá trình xử lý 4 bước này.

Chúng ta giả sử rằng tất cả các bản tin BPDUs là configuration BPDUs trừ khi có ghi chú.
Presentation_ID
24
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Sơ đồ đơn giản
Sơ đồ đơn giản
John Eric
KangAnanth
F1 F1
F2
F2 F2
F2
F1 F1
AA BB
CCDD
Presentation_ID
25
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
BKACAD
Lựa chọn Root Bridge
Mỗi switch tự nhận nó là Root
Bridge
John Eric
KangAnanth
F1 F1
F2

F2 F2
F2
F1 F1
AA BB
CCDD
I’m Root
I’m Root
I’m Root
I’m Root
I’m Root
I’m Root
I’m Root
I’m Root
Hello
Hello
Hello
Hello
H
e
l
l
o
H
e
l
l
o
H
e
l

l
o
H
e
l
l
o