Cấu hình STP trên Catalyst Switch 2960

Trong phần này các bạn sẽ được tìm hiểu về phương pháp cấu
hình Spanning Tree Protocol (STP) trên port-based VLANs thực
hiện trên Catalyst Switch 2960. Switch có thể dùng một trong
hai giao thức PVST+ dựa trên chuẩn IEEE 802.1D hoặc giao
thức rapid-PVST+ dựa trên chuẩn IEEE 802.1w.
- Bài viết về Cấu hình STP sẽ bao gồm những bài viết nhỏ sau:
+ Phần I: Tìm hiểu về những tính năng của Spanning-tree
+ Phần II: Cấu hình một số tính năng của Spanning-Tree
+ Phần III: Hiển thị trạng thái Spanning-Tree

Phần-I. Tìm hiểu về các tính năng của Spanning-Tree

- Trong phần I của bài viết về cấu hình STP sẽ bao gồm những khái niệm sau:
+ Tổng quan về STP
+ Mô hình Spanning-Tree và BPDUs
+ Bridge ID, Switch Priority, Extended System ID
+ Trạng thái của các Interface Spanning-tree
+ Cách thức để một Switch hoặc Port của Switch trở thành Root switch hoặc Root Port
+ Spanning Tree và Kết nối dự phòng
+ Quản lý Spanning-tree Address
+ Dùng Accelerated Aging để giữ lại một kết nối
+ Các chế độ của Spanning-Tree và Các giao thức
+ Sự hỗ trợ của Spanning-tree Instances
+ Sự tương thích của Spanning-Tree
+ STP và IEEE 802.1Q Trunks.

1. Tổng quan STP
- STP là một giao thức quản lý liên kết layer 2, cung cấp một đường dự phòng trong khi vẫn
ngăn cản được hiện tượng loop xảy ra trong hệ thống. Khi công nghệ Ethernet hoạt động ở Layer

switch priority, port priority, và cost path. Thuật toán Spanning-Tree sẽ sử dụng những thông tin
đó để bầu chọn root swtich và root port cho hệ thống switch và các root port và designated port
cho mỗi m
ột phân đoạn mạng chuyển mạch (Colision domain = segment).
- Khi hai port trên một switch là thành phần của một loop, giá trị độ ưu tiên của port spanning-
tree và chi phí đường đi sẽ điều khiển và đưa một port trở về trạng thái forwarding (trạng thái
truyền dữ liệu) và một port trở về trạng thái blocking. Giá trị độ ưu tiên của port sẽ đại diện cho
vị trí của port đó mô hình hệ thống và hơn hết nó xác định vị trí để cho phép lưu lượng đi qua.
Chi phí đường đi là giá trị đại diện cho tốc độ đường truyền.

2. Mô hình Spanning-Tree và BPDUs
- Spanning-tree hoạt động trong hệ thống switch sẽ được điều khiển bởi những thành phần sau:
+ Bridge ID (switch priority và MAC address) tương ứng với mỗi một VLan trên một switch
+ Spanning-Tree path cost đến root switch.
+ Port ID (port priority và MAC address) tương ứng với mỗi một interface layer 2 của switch.
- Khi các switch trong hệ thống được khởi động, thì mỗi switch sẽ hoạt động với chức năng nhưn
một root swtich. Mỗi switch sẽ gửi một cấu hình BPDU thông qua tất cả các port của switch đó
đến các switch khác. BPDUs dùng để thông báo và tính toán mô hình spanning-tree. Mỗi gói
BPDU có chứa những thông tin sau:
+ Bridge ID của switch đóng vai trò là root switch (trong trường hợp này chính là switch đang
gửi gói BPDU)
+ Chi phí của đường tới root
+ Bridge ID của switch đang gửi gói BPDU
+ Thời gian tồn tại của gói BPDU
+ ID của port đã gửi BPDU ra ngoài qua port đó
+ Thời gian của gói Hello, Forward delay, và max-age.
- Khi một switch nhận một gói tin BPDU có ch
ứa những thông tin tốt hơn (như: Bridge ID thấp
hơn, Chi phí đường đi thấp hơn), swtich đó sẽ lưu thông tin đó lại trên port của switch. Nếu
BPDU này được nhận trên root port của switch thì switch đó sẽ chuyển tiếp gói BPDU này đến

- Catalyst switch 2960 hỗ trợ IEEE 802.1t spanning-tree mở rộng, và các bit trước kia được dùng
cho switch priority thì bây giờ được sử dụng làm VLAN ID. Các bạn có thấy rằng trong 2 byte
trước kia được dùng làm switch priority thì trong đó có 4-bit được dùng làm giá trị priority và
12-bit còn lại được mở rộng làm System ID tương ứng với VLAN ID.
- Spanning tree sử dụng System ID mở rộng, switch priority và MAC address để làm bridge ID
duy nhất trọng mỗi một VLAN.
- Dựa vào việc các catalyst switch có hỗ trợ System ID, bạn có thể cấu hình để chọn root switch,
secondary root switch, và switch priority cho mỗi VLAN. Ví dụ, khi bạn thay đổi giá trị switch
priority, việc thay đổi đó có thể dẫn đến switch đó sẽ được bầu chọn làm root switch.

4. Trạng thái của các interface Spanning-tree.
- Mỗi một interface layer 2 của switch (port) sử dụng spanning tree sẽ hoạt động ở một trong các
trạng thái sau:
+ Blocking: interface ở trạng thái này không có khả năng tham gia vào quá trình chuyển frame
+ Listening: là trạng thái đầu tiên của quá trình chuyển đổi từ trạng thái blocking khi spanning
tree quyết định rằng interface này sẽ được tham gia vào trong quá trình chuyển frames.
+ Learning: Interface ở trạng thái này sẽ chuẩn bị tham gia vào quá trình chuyển frame
+ Forwarding: Interface ở trạng thái này sẽ có khả năng chuyển frame
+ Disable: Interface ở trạng thái này không được xử lý bởi spanning tree vì nó đang ở trạng
thái shuttdown, hoặc không có liên kết, hoặc spanning tree đang không chạy trên port này.
- Một interface sẽ chuyển đổi qua những trạng thái như sau:
+ Từ khởi tạo đến Blocking
+ Từ Blocking đến Listening hoặc Disable
+ Từ Listening to Learning hoặc Disable
+ Từ Learning đến Forwarding hoặc Disable
+ Từ Forwarding đến Disable.
- Khi switch được khởi động, spanning tree được enable mặc định, và mọi interface trên switch,
VLAN, hoặc hệ thống sẽ phải trải qua trạng thái blocking và bắt đầu chuyển đổi sang trạng thái
Listening và learning. Spanning tree sẽ trở nên ổn định (mạng hội tụ) thì mỗi interface sẽ ở một
trong hai trạng thái đó là Forwarding hoặc blocking.

- Một interface ở trạng thái Listening sẽ có những vai trò sau:
+ Hủy những frame nhận được từ interface này
+ Hủy những frame chuyển mạch từ interface khác
+ Không học địa chỉ MAC
+ Có khả năng nhận các gói BPDUs

C. Trạng thái Learning
- Khi một interface đã chuyển sang trạng thái learning, thì interface đó sẽ có những khả năng
dưới đây:
+ Hủy tất cả những frame nhận được trên interface này.
+ Hủy tất cả những frame chuyển mạch từ interface khác.
+ Có khả năng học địa chỉ MAC để xây dựng bảng MAC table.
+ Có khả năng nhận các gói BPDU.

D. Trạng thái Forwarding.
- Khi một port hoạt động ở trạng thái forwarding thì port sẽ có những khả năng sau:
+ Nhận và chuyển tất cả các frame mà switch đó nhận được thông qua interface này.
+ Chuyển tất cả những frame được chuyển đến từ interface khác.
+ Học địa chỉ MAC
+ Nhận các gói BPDU.

E. Trạng thái Disable.
- Một interface ở trạng thái này sẽ thực thi những chức năng sau:
+ Hủy tất cả các frame nhận được thông qua interface này
+ Hủy tất cả các frame chuyển từ port khác sang
+ Không học địa chỉ MAC
+ Không nhận các gói BPDU

Trong bài viết tiếp theo các bạn sẽ được giới thiệu về các chuyên đề còn lại của Phần I: Tìm hiểu
về các tính năng của Spanning-Tree.