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.
Khi thuật toán spanning tree hoạt động tính toán để đưa một port của switch về trạng thái forwarding, thì tiến trình xử lý sẽ xảy ra theo tuần tự sau:
-
Một interface ở trạng thái listening trong khi spanning tree sẽ trờ cho thông tin để di chuyển interface sang trạng thái blocking.
-
Trong khi spanning tree đang trờ thời gian forward-dely hết, nó sẽ di chuyển interface sang trạng thái learning và khởi động lại thời gian forward-delay.
-
Ở trạng thái learning, interface sẽ tiếp tục ngăn những frame đến nó nhưng nó vẫn học những thông tin về địa chỉ MAC vào trong bảng CAM.
-
Khi thời gian forward-dely hết, spanning-tree chuyển đổi trạng thái interface sang trạng thái forwarding.
Trạng thái Blocking
Một interface ở trạng thái Blocking sẽ không có khả năng chuyển frame dữ liệu. Sau khi khởi tạo, một BPDU sẽ được gửi đến mỗi port của switch. Một switch sẽ khởi tạo vai trò root cho đến khi switch đó trao đổi các gói BPUD với những switch khác. Sau khi trao đổi được thiết lập thì switch sẽ có khả năng trở thành root hoặc root switch. Nếu có duy nhất một switch trong hệ thống mạng thì sẽ không có sự trao đổi các gói BPDU, thời gian forward-delay hết, thì interface sẽ chuyển sang trạng thái Listening. Một interface của switch sẽ luôn ở trạng thái blocking khi switch bắt đầu khởi động.
Một interface của switch ở trạng thái blocking sẽ có những khả năng sau:
-
Hủy tất cả các frame mà switch đó nhận được thông qua port này.
-
Không có khả năng học địa chỉ MAC.
-
Có khả năng nhận các gói BPDUs.
Trạng thái Listening
Đây là trạng thái tiếp theo của một interface sau khi hết thời gian forward-delay của trạng thái blocking. Interface sẽ được chuyển đổi sang trạng thái này khi spanning tree quyết định là interface này sẽ được tham gia vào trong quá trình chuyển frame dữ liệu.
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.
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.
Trạng thái Forwarding
Khi một port hoạt động ở trạng thái forwarding thì port sẽ có những khả năng sau:
Trạng thái Disable
Một interface ở trạng thái này sẽ thực thi những chức năng sau:
5. Cách thức để một Switch hoặc Port của Switch trở thành Root switch hoặc Root Port
Nếu tất cả các switch trong hệ thống mạng để chế độ mặc định spanning-tree đã được chạy, thì switch nào có địa chỉ MAC thấp nhất sẽ trở thành root switch.
Trong hình 1, Switch A được bầu chọn là root switch bởi vì độ ưu tiên của tất các switch mặc định đều bằng nhau và bằng 32768 và switch A có địa chỉ MAC thấp nhất. Tuy nhiên, bởi vì những lý do như: các lưu lượng đặc biệt, số interface truyền dữ liệu, hoặc các loại liên kết, Switch A sẽ không phải là một root switch có thể hoạt động tốt được. Bằng cách đưa giá trị ưu tiên của một switch nào đó thấp hơn các switch còn lại thì switch sẽ trở thành root switch, bạn sẽ thấy rằng các spanning-tree trên các switch sẽ thực hiện việc tính toán lại mô hình mới với một root switch mới.
Hình 1: Spanning tree protocol
Khi mô hình của spanning-tree đã được tính toán dựa trên các tham số mặc định, thì đường đi giữa máy nguồn và máy đích sẽ được chuyển mạch không phải là một đường tốt. Cho ví dụ, đang kết nối một liên kết có tốc độ cao hơn vào một interface có độ ưu tiên cao hơn root port có thể sẽ là nguyên nhân của việc root-port thay đổi. Tốt nhất chúng ta nên thay đổi sao cho kết nối nào có tốc độ nhanh nhất thì sẽ là đường được kết nối vào root port.
Cho ví dụ: một port trên switch B là Gigabit Ethernet và một port khác trên Switch B (là port 10/100 Mbps) là một root port. Các lưu lượng truyền trên mạng cần một đường kết nối vào port Gigabit Ethernet để truyền hiệu quả. Bằng cách thay đổi giá trị độ ưu tiên của port spanning-tree trên Gigabit Ethernet port có độ ưu tiên thấp hơn root port, khi đó Gigabit Ethernet port sẽ trở thành root port.
