Giới thiệu về LAN Redundancy-STP

I. Tổng quan

1. Giới thiệu về Switch dự phòng và Loop tầng 2:

a. Tính dự phòng: hệ thống xây dựng tính dự phòng để duy trì ổn định

b. Loop và bão Broadcast:

Khi cấu hình kết nối backup nó sẽ xẩy ra Loop và cơn bão broadcast cỏ thể xây ra.

Loop xẩy ra khi: ta có Pc1 tới Pc4, khi pc1 gửi gói tin tới Switch 2, Switch 2 sẽ gửi gói tin tới S3 và S1 vì Swtich mặc định là forward ra đường Trunking và cùng vlan. Tới S1 nó lại forward ra f0/3 và forward tới đường Trung 3. Sau đó S3 lại gửi lại cho S2, tương tự no sẽ chạy lòng vòng rồi dẫn ra Loop.

Broadcast khi Pc cần  giử toàn mạng. Dữ liệu sẽ tới Switch 2 sau đó Switch 2 sẽ gửi sang Switch 3. no sẽ chạy lòng vòng.

2. Cơ chế hoạt động của STP: dựa vào 4 bước

Xét 4 Swtich A, B, C, D kết nối như sau:

Các gói tin trao đổi dữ liệu giữa các Switch là BPDU(Bridge Protocol Data Unit): là loại gói tin sử dụng trong STP

a. Xét bầu Root-SW:

Trong BPDU có thành phần quan trọng là Bridge-ID.

Bridge-ID dài 8 bytes:

     2bytes: là của Priority => Priority chạy từ 0 tới 65535.  Giá trị mặc định là: 32768

     6 bytes là của địa chỉ MAC

Đầu tiên Switch nào cũng cho mình ra Root-SW. Nhưng sau một hồi trao đổi BPDU thì nó chọn ra Switch có Bridge-ID nhỏ làm Root

     (B-ID)min = Root-SW

     Để biết được (B-ID)min nó sẽ xem thông số Priority của ai nhỏ nhất. nếu cả 2 có Priotity bằng nhau nó sẽ xét tới MAC. Vì MAC là duy nhất trên thế giớ nên phải có tham số nhỏ nhất.

     Trên địa chỉ MAC nó sẽ xét từ trái qua phải: 00:1F:29:e5:1d:22 và 00:1F:29:e5:1d:21 thì MAC 2 là nhỏ hơn.

Khi Switch A có MAC là nhỏ nhất vậy sau khi trao đổi thông tin các Router sẽ bầu Switch A là Root-SW

Khi có Root-SW: thì nó định kỳ gửi 2s một lần. Các Switch khác chỉ được foword thông tin của BPDU

b. Xét bầu Root-Port:

Trên tất cả các Switch không phải là Root-SW phải bầu ra một Root-Port

Root-Port: là Port cung cấp đường về Root-SWcho con Switch đang xét mà có tổng chi phí là nhỏ nhất.

     Mỗi cổng của Switch khi tham gia đều có một giá trị là Cost, Cost sẽ biến đổi tùy thuộc vào Bandwidth trên cổng.

     Switch A đi sang D cổng 1 thì có giá trị là 19 (A tính bằng 0, sang D là 19). Từ D về là 19.

     Switch A đi sang D theo cổng 2 thì có giá trị là 57 (A sang B, sang C tới D). vậy Cost nhỏ nhất là 19 suy ra Root-Port là cổng hướng DA

     Trường hợp đường về 2 cổng của Switch C là bằng nhau mà chỉ duy nhất dược một Switch Port: thì cổng nào nối với Bridge-ID nhỏ hơn thì sẽ làm Root-Port.

     Trường hợp C nối lên B là 2 dây, B có Bridge-ID < D thì C sẽ dựa vào 2 thành phần:

Dựa vào Port priority: chạy từ 0-255 mặc định là 128

Port Number:  là cổng f0/1 và f0/2 thì f0/1 là Root Port

c. Designated Port: trên mỗi phân đoạn mạng phải bầu ra Designated Port. Nó cung cấp đường về Root-SW cho phân đoạn mạng mà có tổng chi phí là nhỏ nhất.

Phân đoạn mạng: A tới B là một phân đoạn, B tới C là một phân đoạn

     Xét một thực thể đứng giữa D và C. Ta xét theo nguyên tắc đi vào thì tính đi ra không tính vậy có đường từ X =>D =>A là 19. Đường X="&"gt;C=>B=>A là 38 vậy nó sẽ chọn đường có giá trị là 19 vậy cổng bị khóa có giá trị là 38

d. Khóa cổng (Blocking Port): Khi xác định được cổng có Designated Port bé nó sẽ khóa cổng còn lại

3. Các bộ định thời Spanning Tree

Hello timer: 2s

     khoảng thời gian định kỳ Root-SW gửi BPDU

Forword delay timer: 15s

     Để hiểu được ta phải kết hợp với các trạng thái cổng STP Port States

     Cổng nào bị khóa sẽ đưa vào trạng thái blocking.

     Cổng không bị khóa nó chưa được gửi ngay mà đi vào trạng thái Listening và chờ 15s

     Sau đó chuyển sang Learning mới được học

     Sau đó mới chuyển sang Forwarding.

     Dùng để chống Loop

Max-Age-Timer: một cổng đang nhận BPDU mà không nhận được nữa thì nó sẽ bật lên trong vòng 20s để làm thời gian chờ bật lại.

4. Cơ chế giao thức Spanning Tree chạy trên thiết bị Cisco: pVST+ (per VLAN STP)

Switch Cisco sẽ cho một VLAN chạy một cây Spanning Tree.

Trường Priority của của Bridge-ID sẽ khác so với Bridge-ID bình thường

     Có tổng là 2bytes là 16 bit. 4bit đầu là Priority. Từ bit 11 trở về bit 0 là lưu thông tin VLAN mà cây Spanning Tree đang chạy

     Trường Priority đầu có 4 bit vậy nó có 24 (2 mũ 4 bit) là 16 giá trị.

     Cách tính của PVST+

          1.212 = 4096 (0001)

          1.213=8192  (0010)

          1.212 +1.213= 12288 (0011)

          Ta thấy Priority chạy PVST+ đều là bội số của 4096

     Cách tính kết hợp với VLAN

          Xét VLAN là 1: ta có:  1.212 + 1.20 = 4097

          Xét VLAN là 2: ta có:  1.212 + 1.21 = 4098

5. Cấu hình STP:

a. Một số điểm cần lưu ý khi cấu hình Switch Cisco

Mặc định Switch Cisco là bật mặc định STP.

Mode default là PVST+ là mỗi VLAN chạy một cây STP

Switch Cisco không hỗ trợ SPT truyền thống là 802.1D mà phải PVST+

b. Các lệnh hiệu chỉnh STP:

Cấu hình Root SW: phải chỉ ra vì nó cần có cấu hình mạnh

     Tùy chọn 1 trong 2 trường hợp: SW(config)#spanning-tree vlan  n  root [primary | secondary]

     vd: SW(config)#spanning-tree vlan  3  root primary (chỉ ra Switch nào làm Root).

     Chỉ cố định luôn: SW(config)#spanning-tree vlan  n  priority gt (giá trị priority mong muốn phải chia hết cho 4096)

     vd: SW(config)#spanning-tree vlan  3  priority 8192

Cấu hình Port Fast:

     SW(config)# int f0/10

     SW(config-ip)# switchport mode access

     SW(config-ip)# Spanning-tree portfast

c. Các lệnh Show:

Show Spanning-tree  vlan  n

vd: Show Spanning-tree  vlan  3

6. Lệnh chống bão Broadcast trên cổng cho STP:

storm-control broadcast level pps 1500 1000

     upper =1500 (gói giới hạn được đi qua)

     Low = 1000 (cảnh báo)

Configure terminal

interface <id>

 storm-control {broadcast|multicast|unicast} level {level [level-low] | bps bps [bps-low] | pps pps [pps-low]}

 for example:

 block at 80% utilization, unblock at 50%

storm-control broadcast level 80 50

 or

 block at 100 pps, unblock at 70 pps

storm-control broadcast pps 100 70

 storm-control action {shutdown | trap}

7. Block Unicast và Multicast Flooding:

Switch# configure terminal

Switch(config)# interface gigabitethernet0/1

Switch(config-if)# switchport block multicast

Switch(config-if)# switchport block unicast

Switch(config-if)# end

II. Thực hành

1. Cấu hình STP

a. Yêu cầu chuẩn bị

3 catalyst switch cisco 2950T-24

3 PC

Dây cáp

b. Nội dung công việc cần thực hiện

Kết nối thiết bị theo mô hình để thực hiện các nhiệm vụ cơ bản sau:

Cấu hình cơ bản: Hostname, Enable password, Banner mode, Cổng console, VTY

Cấu hình VLAN

Cấu hình VTP

Cấu hình STP

c. Video hướng dẫn

2. Cấu hình Rapid PVST+, PortFast, BPDU Guard

a. Yêu cầu chuẩn bị

3 Cisco Catalyst Switch 2960

2 PC

Dây cáp Fast Ethernet

b. Yêu cầu nội dung

Đấu nối thiết bị như sơ đồ

Cấu hình cơ bản cho Switch 

Cấu hình VLAN, nalive VLAN và Trunks

Cấu hình Rapid PVST+, Portfast và BPDU Guard 

c. Video hướng dẫn

-----&-----&-----

Để quay về danh sách các bài phần Network các bạn chọn link sau

https://www.quantrimangdn.com/blogs/post/tong-hop-cac-bai-phan-network