Nội dung
- Quan sát hoạt động của spanning tree protocol.
Hướng dẫn
- Khi triển khai 1 hệ thống mạng có tính dự phòng ở lớp 2 (data link) sẽ dẫn tới các vấn đề: bùng nổ các gói broadcast (broadcast storm), tính không ổn định của bảng địa chỉ MAC trên các switch (MAC address table), và truyền lặp frame (Multiple frame transmission).
- Giao thức STP sẽ giúp khắc phục các vấn đề này.
- STP là giao thức chống lặp (loop) tại tầng 2.
- Ý tưởng của STP là tạm khóa (blocking) các cổng dư thừa của switch, chỉ duy trì các cổng cần thiết cho việc truyền dữ liệu (các cổng này ở trạng thái forwarding).
- Đầu tiên, STP sẽ bầu ra một switch đóng vai trò là root bridge.
- Cách bầu root bridge:
+ Các switch sẽ trao đổi các gói tin BPDU (bridge protocol data unit) cho nhau, Trong gói BPDU có 1 trường tên là bridge identifier (bridge ID); bridge ID gồm 2 octet thể hiện độ ưu tiên (bridge priority) và 6 octet là địa chỉ MAC của thiết bị. Đầu tiên các switch sẽ tự coi mình là root bridge, khi nhận được gói BPDU từ switch hàng xóm, nó sẽ so sánh bridge ID của nó với bridge ID của hàng xóm, nếu bridge ID của hàng xóm thấp hơn của nó, nó sẽ không tự nhận mình là root bridge nữa, và sẽ chuyển tiếp BPDU có giá trị tốt hơn này đến các switch bên cạnh. Cứ như vậy hệ thống sẽ bầu chọn được root bridge.
+ Nếu 2 bridge ID có bridge priority bằng nhau thì sẽ xem xét trường MAC, thiết bị nào có MAC nhỏ hơn sẽ là root bridge.
- Khi bầu xong root bridge, hệ thống mạng sẽ có 1 switch đóng vai trò là r
- Cổng ở trạng thái forwarding được gọi là designated port, cổng ở trạng thái blocking được gọi là nondesignated port.
- Khi mạng có trục trặc về hệ thống đường truyền hoặc thiết bị, các switch sẽ sử dụng các gói BPDU để thông báo, và tiến hành tái tạo lại hệ thống kết nối.
- Trong quá trình tái tạo lại hệ thống, các cổng của switch có thể trải qua các trạng thái: block, listening, learning, và forwarding. Tổng thời gian cho quá trình tái tạo mất khoảng 50 giây.
Bài tập
Sơ đồ mạng
Mô tả sơ đồ mạng
Sơ đồ mạng gồm 4 switch: 2 switch lớp distribution (catalyst 3560s), 2 switch lớp access (catalyst 2960). Có thiết lập kết nối dự phòng giữa switch lớp access và switch lớp distribution. Vì có khả năng xảy ra hiện tượng truyền lặp trong hệ thống mạng này, nên STP sẽ tạm khóa (block) các đường kết nối dư thừa. Trong bài lab này sẽ thực hiện quan sát hoạt động của STP.
> thực hiện bài lab 2. Clearing a Switch.
> cấu hình hostname và password cho các switch
> thực hiện cho DLS1
Switch>
Switch>en
Switch#config t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#hostname DLS1
DLS1(config)#enable secret cisco
DLS1(config)#
> kiểm tra việc đặt mật khẩu
DLS1(config)#end
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
DLS1#disable
DLS1>en
Password:
> thực hiện tương tự cho DLS2,
> sau khi thực hiện các kết nối giữa các thiết bị như sơ đồ, các switch sẽ thực hiện quá trình kiểm tra các liên kết (link) dư thừa, STP sẽ được thực thi tự động.
> Mặc định, STP sẽ chạy trên tất cả các port của các switch. Khi 1 port được nối cable, port đó sẽ trải qua các trạng thái: listening, learning, và forwarding trước khi được chuyển sang chế độ hoạt động (active).
Trong thời gian này, switch cũng kiểm tra xem port này được nối tới 1 thiết bị đầu cuối (máy tính) hay là 1 switch khác.
Nếu được nối với 1 switch khác, 2 switch này sẽ thực hiện STP, kết quả là sẽ có switch được bầu làm root bridge, switch còn lại là non-root bridge, đồng thời, nếu giữa 2 switch có nhiều kết nối thì 2 switch cũng phải thực hiện thỏa thuận để kết nối nào được phép hoạt động (active) và kết nối nào ở trạng thái tạm khóa (block).
> Hãy cho biết STP đã sử dụng frame gì để giao tiếp giữa các switch?
> Quan sát đèn LED để nhận biết kết nối nào đang được hoạt động (màu xanh lá cây – green), và kết nối nào đang bị tạm khóa (màu hổ phách – amber).
> Kiểm tra STP trên DLS1 bằng lệnh show spanning-tree
DLS1>
DLS1>en
Password:
DLS1#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 000A.4135.03ED
Cost 19
Port 11(FastEthernet0/11)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0060.4741.2A67
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 20
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/9 Desg FWD 19 128.9 P2p
Fa0/11 Root FWD 19 128.11 P2p
Fa0/8 Altn BLK 19 128.8 P2p
Fa0/10 Desg FWD 19 128.10 P2p
Fa0/6 Desg FWD 19 128.6 P2p
Fa0/12 Altn BLK 19 128.12 P2p
Fa0/7 Altn BLK 19 128.7 P2p
DLS1#
> Thực hiện lệnh show spanning-tree trên 3 switch còn lại.
> Dựa vào kết quả trên 4 switch trả lời các câu hỏi sau:
- Switch nào là root bridge?
- Diễn giải quá trình switch ở câu 1 được bầu làm root bridge?
- Liệt kê các port ở trạng thái tạm khóa trên mỗi switch?
- Diễn giải quá trình xác định các port bị tạm khóa?
---------------------------------
Tham khảo:
- Lab 3-1 spanning tree protocol (STP) default behavior.
- Internet.