Giả sử rằng STP ở trạng thái hội tụ. Điều gì xảy ra nếu tôi dùng cáp và kết nối trực tiếp công tắc H với công tắc gốc A? Root Bridge "thấy" rằng nó có một cổng mới được kích hoạt và gửi một BPDU qua cổng đó.
Switch H, đã nhận được khung này với chi phí bằng 0, sẽ xác định chi phí của tuyến đường qua cổng mới là 19 + 19 = 76, mặc dù chi phí của cổng gốc của nó là 50. Sau đó, cổng của switch H , trước đây ở trạng thái vô hiệu hóa, sẽ trải qua tất cả các giai đoạn chuyển tiếp và sẽ chuyển sang chế độ truyền chỉ sau 50 giây. Nếu các thiết bị khác được kết nối với bộ chuyển mạch này, thì tất cả chúng sẽ mất kết nối với bộ chuyển mạch gốc và toàn bộ mạng trong XNUMX giây.
Công tắc G cũng làm như vậy, nhận khung BPDU từ công tắc H với thông báo chi phí là 19. Nó thay đổi chi phí của cổng được chỉ định thành 19+19= 38 và chỉ định lại làm cổng gốc mới, vì chi phí của cổng Gốc trước đó của nó Cổng là 57, lớn hơn 38. Đồng thời, tất cả các giai đoạn chuyển hướng cổng kéo dài 50 giây bắt đầu lại và cuối cùng, toàn bộ mạng bị sập.
Bây giờ hãy xem điều gì sẽ xảy ra trong tình huống tương tự khi sử dụng RSTP. Công tắc gốc sẽ gửi một BPDU đến công tắc H được kết nối với nó theo cách tương tự, nhưng ngay sau đó nó sẽ chặn cổng của nó. Khi nhận được frame này, switch H sẽ xác định rằng route này có cost thấp hơn so với root port của nó và sẽ chặn nó ngay lập tức. Sau đó, H sẽ gửi Đề xuất tới root switch với yêu cầu mở một cổng mới, vì chi phí của nó thấp hơn chi phí của cổng gốc hiện có. Sau khi công tắc gốc đồng ý với yêu cầu, nó sẽ mở khóa cổng của nó và gửi Thỏa thuận tới công tắc H, sau đó công tắc sau sẽ biến cổng mới thành cổng gốc của nó.
Đồng thời, nhờ cơ chế Đề xuất / Thỏa thuận, việc chỉ định lại cổng gốc sẽ diễn ra gần như ngay lập tức và tất cả các thiết bị được kết nối với switch H sẽ không bị mất kết nối với mạng.
Bằng cách gán một Root Port mới, switch H sẽ biến root port cũ thành một port thay thế. Điều tương tự cũng xảy ra với switch G - nó sẽ trao đổi thông báo Đề xuất/Thỏa thuận với switch H, chỉ định một cổng gốc mới và chặn các cổng khác. Sau đó, quá trình sẽ tiếp tục trong phân đoạn mạng tiếp theo với công tắc F.
Công tắc F, sau khi phân tích chi phí, sẽ thấy rằng tuyến đường đến công tắc gốc qua cổng thấp hơn sẽ có giá 57, trong khi tuyến đường hiện có qua cổng trên có giá 38 và sẽ để nguyên mọi thứ. Khi biết được điều này, switch G sẽ chặn cổng đối diện với F và sẽ chuyển tiếp lưu lượng đến switch gốc dọc theo tuyến GHA mới.
Cho đến khi công tắc F nhận được Đề xuất/Thỏa thuận từ công tắc G, nó sẽ giữ cổng dưới cùng của nó bị chặn để tránh vòng lặp. Vì vậy, bạn có thể thấy rằng RSTP là một giao thức rất nhanh không tạo ra các vấn đề mà STP gặp phải trên mạng.
Bây giờ hãy chuyển sang các lệnh. Bạn cần vào chế độ cấu hình công tắc toàn cầu và chọn chế độ PVST hoặc RPVST bằng lệnh spanning-tree mode . Sau đó, bạn cần quyết định cách thay đổi mức độ ưu tiên của một VLAN cụ thể. Để thực hiện việc này, hãy sử dụng lệnh spanning-tree vlan <số VLAN> ưu tiên <giá trị>. Từ video hướng dẫn trước, bạn nên nhớ rằng mức độ ưu tiên là bội số của 4096 và theo mặc định, con số này là 32768 cộng với số VLAN. Nếu bạn đã chọn VLAN1, thì mức ưu tiên mặc định sẽ là 32768+1= 32769.
Tại sao bạn có thể cần thay đổi mức độ ưu tiên của mạng? Chúng tôi biết rằng BID bao gồm một giá trị ưu tiên số và địa chỉ MAC. Địa chỉ MAC của thiết bị không thể thay đổi, nó có giá trị không đổi nên chỉ có thể thay đổi giá trị ưu tiên.
Giả sử rằng có một mạng lớn trong đó tất cả các thiết bị của Cisco được kết nối theo hình tròn. Trong trường hợp này, PVST được kích hoạt theo mặc định, vì vậy hệ thống sẽ chọn công tắc gốc. Nếu tất cả các thiết bị có cùng mức ưu tiên, thì công tắc có địa chỉ MAC cũ nhất sẽ được ưu tiên. Tuy nhiên, nó có thể là một switch kế thừa 10-12 năm tuổi thậm chí không đủ sức mạnh và hiệu suất để "dẫn dắt" một mạng lưới rộng lớn như vậy.
Đồng thời, bạn có thể có một công tắc mới nhất trong mạng với giá vài nghìn đô la, do địa chỉ MAC có giá trị cao hơn nên buộc phải “gửi” cho công tắc cũ có giá vài trăm đô la. Nếu công tắc cũ trở thành công tắc gốc, điều này cho thấy lỗi thiết kế mạng nghiêm trọng.
Do đó, bạn phải vào phần cài đặt của công tắc mới và gán cho nó một giá trị ưu tiên tối thiểu, ví dụ: 0. Khi sử dụng VLAN1, tổng giá trị ưu tiên sẽ là 0 + 1 = 1 và tất cả các thiết bị khác sẽ luôn coi đó là công tắc gốc.
Bây giờ hãy tưởng tượng một tình huống như vậy. Nếu công tắc gốc không khả dụng vì lý do nào đó, bạn có thể muốn công tắc gốc mới không chỉ là bất kỳ công tắc ưu tiên thấp nào, mà là một công tắc cụ thể với các tính năng kết nối mạng tốt hơn. Trong trường hợp này, cài đặt Root Bridge sử dụng một lệnh gán công tắc gốc chính và phụ: spanning-tree vlan <số mạng VLAN> root <chính/phụ>. Giá trị priority cho Primary switch sẽ là 32768 - 4096 - 4096 = 24576. Đối với secondary switch, nó được tính theo công thức 32768 - 4096 = 28672.
Bạn không cần nhập các số này theo cách thủ công - hệ thống sẽ tự động thực hiện việc này cho bạn. Do đó, công tắc có mức ưu tiên 24576 sẽ là công tắc gốc và nếu không có công tắc này, công tắc có mức ưu tiên 28672, trong khi mức ưu tiên của tất cả các công tắc khác theo mặc định ít nhất là 32768. Điều này nên được thực hiện nếu bạn không muốn hệ thống để tự động gán root switch.
Nếu bạn muốn xem các cài đặt của giao thức STP, bạn phải sử dụng lệnh tóm tắt show spanning-tree. Bây giờ chúng ta hãy xem tất cả các chủ đề được đề cập ngày hôm nay bằng Packet Tracer. Tôi đang sử dụng cấu trúc liên kết mạng gồm 4 thiết bị chuyển mạch kiểu 2690, điều đó không thành vấn đề vì tất cả các kiểu thiết bị chuyển mạch của Cisco đều hỗ trợ STP. Chúng được kết nối với nhau để mạng tạo thành một vòng luẩn quẩn.
Theo mặc định, các thiết bị của Cisco hoạt động ở chế độ PSTV+, nghĩa là mỗi cổng sẽ cần không quá 20 giây để hội tụ. Bảng mô phỏng cho phép bạn mô tả việc gửi lưu lượng và xem các tham số của mạng đã tạo.
Bạn có thể thấy khung STP BPDU là gì. Nếu bạn thấy phiên bản 0, thì bạn có STP, vì phiên bản 2 được sử dụng cho RSTP, nó cũng hiển thị giá trị Root ID, bao gồm mức độ ưu tiên và địa chỉ MAC của công tắc gốc, và giá trị Bridge ID bằng với nó.
Các giá trị này bằng nhau, vì chi phí của tuyến đường đến công tắc gốc cho SW0 là 0, do đó, nó là chính công tắc gốc. Như vậy, sau khi bật switch, nhờ sử dụng STP, Root Bridge đã tự động được chọn và mạng bắt đầu hoạt động. Bạn có thể thấy rằng để ngăn vòng lặp, cổng trên Fa0 / 2 của công tắc SW2 đã được đặt ở trạng thái Chặn, nhưng màu cam của điểm đánh dấu biểu thị điều gì.
Hãy chuyển đến bảng điều khiển cài đặt công tắc SW0 và sử dụng một vài lệnh. Đầu tiên là lệnh show spanning-tree, sau khi nhập vào chúng ta sẽ thấy thông tin về chế độ PSTV + cho VLAN1 trên màn hình. Nếu chúng tôi sử dụng một số Vlan, một khối thông tin khác sẽ xuất hiện ở cuối cửa sổ cho mạng thứ hai và các mạng tiếp theo được sử dụng.
Bạn có thể thấy rằng giao thức STP khả dụng theo tiêu chuẩn IEEE, nghĩa là sử dụng PVSTP+. Về mặt kỹ thuật, đây không phải là tiêu chuẩn .1d. Nó cũng hiển thị thông tin Root ID: ưu tiên 32769, địa chỉ MAC của thiết bị gốc, giá 19, v.v. Tiếp theo là thông tin Bridge ID, giải mã giá trị ưu tiên 32768 +1 và theo sau là một địa chỉ MAC khác. Như bạn có thể thấy, tôi đã nhầm - công tắc SW0 không phải là công tắc gốc, công tắc gốc có địa chỉ MAC khác được cung cấp trong các tham số ID gốc. Tôi nghĩ điều này là do SW0 đã nhận được khung BPDU với thông tin rằng một số công tắc trên mạng có lý do chính đáng để đóng vai trò root. Bây giờ chúng ta sẽ xem xét điều này.
(lưu ý của người dịch: Root ID là mã định danh của root switch, giống nhau cho tất cả các thiết bị thuộc cùng VLAN hoạt động theo giao thức STP, Bridge ID là mã định danh của local switch như một phần của Root Bridge, có thể khác đối với switch khác nhau và VLAN khác nhau).
Một tình huống khác cho thấy SW0 không phải là công tắc gốc là công tắc gốc không có Cổng gốc và trong trường hợp này có cả Cổng gốc và Cổng được chỉ định đang ở trạng thái chuyển tiếp. Bạn cũng thấy kiểu kết nối p2p hoặc điểm-điểm. Điều này có nghĩa là các cổng fa0/1 và fa0/2 được kết nối trực tiếp với các công tắc lân cận.
Nếu một số cổng được kết nối với một trung tâm, loại kết nối sẽ được chỉ định là chia sẻ, chúng ta sẽ xem xét vấn đề này sau. Nếu tôi nhập lệnh show spanning-tree summary để xem thông tin tóm tắt, chúng ta sẽ thấy công tắc này đang ở chế độ PVSTP, theo sau là danh sách các chức năng cổng không khả dụng.
Dưới đây là trạng thái và số lượng cổng phục vụ VLAN1: chặn 0, nghe 0, học 0, có 2 cổng ở trạng thái chuyển tiếp ở chế độ STP.
Trước khi chuyển sang công tắc SW2, hãy xem cài đặt của công tắc SW1. Để làm điều này, chúng ta sử dụng lệnh show spanning-tree tương tự.
Bạn có thể thấy rằng địa chỉ MAC của ID gốc của switch SW1 giống với địa chỉ MAC của SW0, bởi vì tất cả các thiết bị trên mạng đều nhận được cùng một địa chỉ của thiết bị Root Bridge khi chúng hội tụ, vì chúng tin tưởng vào lựa chọn của STP giao thức. Như bạn có thể thấy, SW1 là công tắc gốc, vì địa chỉ Root ID và Bridge ID giống nhau. Ngoài ra, có một thông báo "công tắc này là gốc".
Một dấu hiệu khác của root switch là nó không có cổng Root, cả hai cổng đều được chỉ định là Designated. Nếu tất cả các cổng được hiển thị là Được chỉ định và đang ở trạng thái chuyển tiếp, thì bạn có một công tắc gốc.
Switch SW3 chứa thông tin tương tự và bây giờ tôi đang chuyển sang SW2 vì một trong các cổng của nó đang ở trạng thái Chặn. Tôi sử dụng lệnh show spanning-tree và chúng ta thấy rằng thông tin Root ID và giá trị ưu tiên giống như các switch còn lại.
Nó được chỉ ra thêm rằng một trong các cổng là Thay thế. Đừng nhầm lẫn, tiêu chuẩn 802.1d gọi nó là Cổng chặn và trong PVSTP, một cổng bị chặn luôn được gọi là Cổng thay thế. Vì vậy, cổng Fa0/2 thay thế này ở trạng thái bị chặn và cổng Fa0/1 đóng vai trò là Cổng gốc.
Cổng bị chặn nằm trong phân đoạn mạng giữa công tắc SW0 và công tắc SW2, vì vậy chúng tôi không tạo thành vòng lặp. Như bạn có thể thấy, các công tắc sử dụng kết nối p2p vì không có thiết bị nào khác được kết nối với chúng.
Chúng tôi có một mạng hội tụ qua giao thức STP. Bây giờ tôi sẽ lấy cáp và kết nối trực tiếp công tắc SW2 với công tắc ngựa SW1. Sau đó, tất cả các cổng SW2 sẽ được biểu thị bằng các điểm đánh dấu màu cam.
Nếu chúng ta sử dụng lệnh show spanning-tree summary, chúng ta sẽ thấy rằng lúc đầu hai cổng ở trạng thái Nghe, sau đó chúng chuyển sang trạng thái Học và sau vài giây chuyển sang trạng thái Chuyển tiếp, trong khi màu của điểm đánh dấu thay đổi thành màu xanh lá. Nếu bây giờ bạn đưa ra lệnh show spanning-tree, bạn có thể thấy rằng Fa0/1, từng là cổng Gốc, hiện đã chuyển sang trạng thái chặn và được gọi là cổng Thay thế.
Cổng Fa0/3, mà cáp chuyển mạch gốc được kết nối, đã trở thành cổng Gốc và cổng Fa0/2 đã trở thành cổng Chỉ định được chỉ định. Chúng ta hãy xem xét lại quá trình hội tụ đang diễn ra. Tôi sẽ ngắt kết nối cáp SW2-SW1 và quay lại cấu trúc liên kết trước đó. Bạn có thể thấy rằng các cổng SW2 đầu tiên bị chặn và chuyển sang màu cam một lần nữa, sau đó lần lượt đi qua các trạng thái Nghe và Học và kết thúc ở trạng thái Chuyển tiếp. Trong trường hợp này, một cổng chuyển sang màu xanh lục và cổng thứ hai, được kết nối với công tắc SW0, vẫn có màu cam. Quá trình hội tụ mất khá nhiều thời gian, đó là chi phí của công việc STP.
Bây giờ chúng ta hãy xem RSTP hoạt động như thế nào. Hãy bắt đầu với công tắc SW2 và nhập lệnh rapid-pvst của chế độ cây bao trùm trong cài đặt của nó. Lệnh này chỉ có hai tùy chọn tham số: pvst và rapid-pvst, tôi sử dụng tùy chọn thứ hai. Sau khi nhập lệnh, switch chuyển sang chế độ RPVST, bạn có thể kiểm tra điều này bằng lệnh show spanning-tree.
Khi bắt đầu, bạn sẽ thấy một thông báo cho biết rằng chúng tôi hiện có giao thức RSTP đang hoạt động. Mọi thứ khác vẫn không thay đổi. Sau đó, tôi phải làm tương tự cho tất cả các thiết bị khác và điều này hoàn tất thiết lập RSTP. Hãy xem giao thức này hoạt động như cách chúng ta đã làm đối với STP.
Tôi lại cắm trực tiếp công tắc SW2 vào công tắc gốc SW1 - hãy xem sự hội tụ diễn ra nhanh như thế nào. Em gõ lệnh show spanning-tree summary thì thấy 1 port của switch đang ở trạng thái Blocking, XNUMX port ở trạng thái Forwarding.
Bạn có thể thấy rằng sự hội tụ xảy ra gần như ngay lập tức, vì vậy bạn có thể thấy RSTP nhanh hơn STP bao nhiêu. Tiếp theo, chúng ta có thể sử dụng lệnh spanning-tree portfast default, lệnh này sẽ đặt tất cả các cổng trên switch vào chế độ portfast theo mặc định. Điều này có liên quan nếu hầu hết các cổng chuyển đổi là cổng Edge được kết nối trực tiếp với máy chủ. Nếu chúng tôi có một số cổng không phải Edge, chúng tôi sẽ đặt nó trở lại chế độ cây bao trùm.
Để cấu hình làm việc với VLAN, bạn có thể sử dụng lệnh spanning-tree vlan <number> với các tham số priority (đặt mức độ ưu tiên của switch cho spanning-tree) hoặc root (đặt switch làm root). Chúng tôi sử dụng lệnh spanning-tree vlan 1 priority, chỉ định bất kỳ bội số nào của 4096 trong phạm vi từ 0 đến 61440. Bằng cách này, bạn có thể thay đổi mức độ ưu tiên của bất kỳ VLAN nào theo cách thủ công.
Bạn có thể đưa ra lệnh root spanning-tree vlan 1 với các tùy chọn chính hoặc phụ để định cấu hình cổng gốc chính hoặc cổng gốc dự phòng cho một mạng cụ thể. Nếu tôi sử dụng spanning-tree vlan 1 root chính, cổng này sẽ là cổng gốc chính cho VLAN1.
Mình sẽ nhập lệnh show spanning-tree, ta sẽ thấy switch SW2 này có priority là 24577, địa chỉ MAC của Root ID và Bridge ID giống nhau, nghĩa là bây giờ nó đã trở thành root switch.
Bạn có thể thấy quá trình hội tụ và chuyển đổi vai trò diễn ra nhanh như thế nào. Bây giờ tôi sẽ hủy chế độ công tắc chính bằng lệnh no spanning-tree vlan 1 root, sau đó mức độ ưu tiên của nó sẽ trở về giá trị trước đó là 32769 và vai trò của công tắc gốc sẽ lại thuộc về SW1.
Hãy xem portfast hoạt động như thế nào. Tôi sẽ nhập lệnh int f0 / 1, chuyển đến cài đặt cho cổng này và sử dụng lệnh spanning-tree, sau đó hệ thống sẽ nhắc các giá trị tham số.
Tiếp theo, tôi sử dụng lệnh spanning-tree portfast, lệnh này có thể được nhập với tùy chọn disable (tắt portfast cho cổng này) hoặc trunk (bật portfast cho cổng này, ngay cả ở chế độ thân cây).
Nếu bạn nhập portfast spanning-tree, thì chức năng sẽ chỉ bật trên cổng này. Lệnh kích hoạt bpduguard cây bao trùm phải được sử dụng để kích hoạt tính năng Bảo vệ BPDU, lệnh vô hiệu bpduguard cây bao trùm sẽ vô hiệu hóa tính năng này.
Tôi sẽ nhanh chóng nói với bạn một điều nữa. Nếu đối với VLAN1, giao diện của công tắc SW2 theo hướng SW3 bị chặn, thì với các cài đặt khác cho VLAN khác, chẳng hạn như VLAN2, cùng một giao diện có thể trở thành cổng gốc. Do đó, hệ thống có thể thực hiện cơ chế cân bằng tải lưu lượng - trong một trường hợp, phân đoạn mạng này không được sử dụng, trong trường hợp khác, nó được sử dụng.
Tôi sẽ chỉ ra điều gì xảy ra khi chúng ta có một giao diện dùng chung khi chúng ta kết nối một trung tâm. Tôi sẽ thêm một trung tâm vào sơ đồ và kết nối nó với công tắc SW2 bằng hai dây cáp.
Lệnh show spanning-tree sẽ hiển thị hình sau.
Fa0/5 (cổng phía dưới bên trái của switch) trở thành cổng dự phòng và cổng Fa0/4 (cổng phía dưới bên phải của switch) trở thành cổng được chỉ định. Loại của cả hai cổng là phổ biến hoặc được chia sẻ. Điều này có nghĩa là phân đoạn giao diện chuyển mạch trung tâm là một mạng được chia sẻ.
Nhờ sử dụng RSTP, chúng tôi đã tách biệt thành các cổng dự phòng và thay thế. Nếu chúng ta chuyển switch SW2 sang chế độ pvst bằng lệnh pvst mode spanning-tree, chúng ta sẽ thấy giao diện Fa0/5 đã chuyển sang trạng thái Alternative một lần nữa, bởi vì bây giờ không có sự khác biệt giữa cổng dự phòng và cổng thay thế.
Đó là một bài học rất dài và nếu bạn không hiểu điều gì đó, tôi khuyên bạn nên xem lại.
Cảm ơn bạn đã ở với chúng tôi. Bạn có thích bài viết của chúng tôi? Bạn muốn xem nội dung thú vị hơn? Hỗ trợ chúng tôi bằng cách đặt hàng hoặc giới thiệu cho bạn bè, Giảm giá 30% cho người dùng Habr trên một máy chủ tương tự duy nhất của máy chủ cấp đầu vào do chúng tôi phát minh ra dành cho bạn: (có sẵn với RAID1 và RAID10, tối đa 24 lõi và tối đa 40GB DDR4).
Dell R730xd rẻ gấp 2 lần? Chỉ ở đây ở Hà Lan! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - từ $99! Đọc về
Nguồn: www.habr.com