6. Spanning Tree và kết nối dự phòng
Bạn có thể tạo một mạng chuyển mạch backbone dự phòng với spanning tree bằng cách kết nối hai interface của switch với một hoặc hai switch khác, ví dụ trong hình 2.2. Spanning tree sẽ tự động disable một interface nhưng sẽ lại enable nếu interface khác bị lỗi. Nếu một kết nối tốc độ cao và một kết nối khác có tốc độ thấp, thì kết nối có tốc độ thấp sẽ luôn luôn bị disable. Nếu hai kết nối có cùng tốc độ, thì độ ưu tiên của port và port ID được dùng để quyết định disable đường nào, và spanning tree sẽ disable đường kết nối có giá trị thấp nhất
Hình 2: Spanning tree và kết nối dự phòng
Các bạn cũng có thể tạo đường dự phòng kết nối giữa các switch bằng cách sử dụng EtherChannel.
7. Quản lý Spanning-Tree Address
Chuẩn IEEE 802.1D chỉ định 17 địa chỉ multicast có dải: bắt đầu từ 0x00180C2000000 đến 0x0180C2000010, để sử dụng bởi các giao thức khác nhau. Những địa chỉ multicast này là những địa chỉ tĩnh không thể thay đổi hoặc bỏ được.
Không quan tâm đến các trạng thái của spanning-tree, mỗi switch sẽ nhận các thông tin nhưng không chuyển các thông tin này đến đích với những địa chỉ nằm trong dải: từ 0x0180C2000000 đến 0x0180C200000F.
Nếu spanning tree đã được enable, thì CPU trên switch sẽ nhận các gói tin với địa chỉ đích nằm trong dải: từ 0x0180C2000000 đến 0x0180C2000010. Nếu spanning tree bị disable, thì switch sẽ chuyển các gói tin với địa chỉ multicast không xác định.
8. Các phương thức hoạt động của spanning tree và các giao thức
Switch có khả năng hỗ trợ rất nhiều các phương thức và các giao thức khác nhau:
PVST+:
Đây là một phương thức hoạt động của spanning tree dựa trên chuẩn IEEE 802.1D và sự mở rộng độc quyền của Cisco. Phương thức này là phương thức hoạt động mặc định trên tất cả các Ethernet Vlan port-base (cấu hình vlan trên switch theo phương pháp gán port vào các vlan). PVST+ chạy trên mỗi một VLAN của switch, và nó đảm bảo một điều rằng sẽ có một đường đi không có loop (lặp) trên một mạng (network, hoặc subnet).
PVST+ cung cấp cơ chế cân bằng tải layer 2 (Layer 2 load balancing) cho Vlan chạy trên nó. Bạn có thể tạo một mô hình luận lý (logical topologies) bằng cách sử dụng nhiều Vlan trên mạng của bạn để đảm bảo rằng tất các các kết nối được sử dụng nhưng sẽ không có một kết nối nào hoạt động quá mức cho phép. Mỗi trường hợp của PVST+ trên một VLAN sẽ có một switch giữ vai trò là root switch. Root switch sẽ quảng bá thông tin spanning tree đến tất cả các switch khác trong cùng VLAN. Bởi vì mỗi switch sẽ có các thông tin về mạng giống nhau, nên tiến trình xử lý sẽ đảm bảo rằng hệ thống mạng sẽ được duy trì tốt.
Rapid PVST+:
Đây là một phương thức hoạt động của spanning tree cũng giống như đối với PVST+, nhưng phương thức này có ưu điểm là tốc độ hội tụ sẽ nhanh hơn so với phương thức PVST+ và sự hoạt động của phương thức này dựa trên chuẩn 802.1W. Để cung cấp được tốc độ hội tụ nhanh, rapid PVST+ ngay lập tức xóa toàn bộ giai đoạn tự động học địa chỉ MAC trên mỗi port của switch khi nhận được thông tin thay đổi về mô hình. Với PVST+ thì phương thức này sẽ sử dụng một khoảng thời gian ngắn cho quá trình tự động học toàn bộ địa chỉ MAC.
Rapid PVST+: sử dụng phương pháp cấu hình giống như đối với PVST+, và switch chỉ cần duy nhất rất ít thông tin cấu hình. Ưu điểm của rapid PVST+ là bạn có thể chuyển từ PVST+ sang việc cài đặt và cấu hình rapid PVST+ mà không cần thiết phải nghiên cứu thêm những tham số phức tạp như cấu hình MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol). Với rapid-PVST+ thì mỗi một VLAN cũng cần một instance của rapid-PVST+ hoạt động riêng biệt.
MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol):
Phương thức này hoạt động dựa trên chuẩn IEEE 802.1S. Bạn có thể ánh xạ nhiều VLAN vào trong cùng một instance spanning-tree, để hạn chế số instance spanning tree cần thiết có thể hoạt động cho nhiều VLAN. MSTP hoạt động dựa trên RSTP, cung cấp tốc độ hội tụ nhanh bằng cách giới hạn thời gian trễ trong quá trình chuyển dữ liệu và nhanh chóng chuyển trạng thái từ root port và designated port sang trạng thái forwarding. Bạn không thể chạy MSTP mà không có sự hoạt động của RSTP.
9. Sự hỗ trợ của Spanning-tree Instances
Trong các phương thức hoạt động như PVST+ hoặc rapid-PVST+, thì switch có khả năng hỗ trợ nên tới 128 spanning-tree instances.
Trong phương thức hoạt động MSTP, switch có khả năng hỗ trợ tối đa nên tới 65 MST instances. Số VLAN được phép ánh xạ vào một MST instance là không giới hạn.
10. Sự tương thích của các phương thức hoạt động của spanning-tree
Sự tương thích của PVST+, MSTP, and Rapid-PVST+
Trong hệ thống mạng chạy cả MSTP và PVST+, thì Common spanning-tree (CST) root sẽ phải hoạt động dưới hệ thống backbone, và một PVST+ switch không thể kết nối đến nhiều vùng MST.
Khi một hệ thống mạng có chứa nhiều switch cùng chạy rapid PVST+ và nhiều switch cùng chạy PVST+, thì chúng tôi khuyến cáo rằng các switch chạy rapid-PVST+ và các switch chạy PVST+ phải cấu hình khác spanning tree instances. Trong rapid-PVST+ spanning tree instance, thì root switch sẽ phải là một rapid-PVST+ switch. Trong PVST+ instances, thì root switch sẽ phải là PVST+ switch.
11. STP và IEEE 820.1Q Trunks
Chuẩn IEEE 802.1Q cho VLAN Trunks sẽ bắt buộc một vài giới hạn cho việc thiết kế spanning tree cho hệ thống mạng. Chuẩn này yêu cầu duy nhất trên một spanning tree instace cho tất cả các VLANs đều cho phép dữ liệu của các VLANs này có thể truyền trên một đường Trunk. Tuy nhiên, trong hệ thống mạng của Cisco thì các switch đang kết nối trực tiếp với nhau thông qua chuẩn IEEE 802.1Q trunks, những switch này phải duy trì một spanning tree instance cho mỗi một VLAN cho phép trên một đường trunk.
Khi bạn kết nối một thiết bị switch của Cisco đến một thiết bị không phải của Cisco thông qua đường Trunk thì Cisco switch sử dụng PVST+ để cung cấp sự tương thích với spanning tree. Nếu rapid PVST+ đã được hoạt động, thì switch sử dụng PVST+ để thay thế. Switch sẽ tích hợp cả spanning tree instance của chuẩn IEEE 802.1Q VLAN của trunk với spanning tree instance của thiết bị switch không phải của Cisco.
Tuy nhiên, tất cả những thông tin về PVST+ hoặc rapid-PVST+ được duy trì bởi thiết bị switch của Cisco là riêng biệt so với những thiết bị switch của các hãng khác. Các thiết bị switch của hãng khác phải support IEEE 802.1Q và duy trì những thông tin khác so với các thiết bị switch của cisco nhưng chúng vẫn sử dụng chung một đường trunk giữa hai switch này.
PVST+ sẽ tự động được enable trên đường IEEE 802.1Q trunk, và không cần thiết phải cấu hình thêm thông số nào cả. Sự mở rộng spanning tree trên các port access của switch và Inter-Switch Link (ISL) trunk port sẽ không ảnh hưởng đến sự hoạt động của PVST+.
