Tweet
Giới thiệu và hoạt động của giao thức RSTP
1. Giới thiệu
Chuẩn IEEE 802.1D Spanning Tree Protocol được thiết kế để giữ cho một hệ thống các Switch không bị Loop và tự động thích nghi trước những thay đổi của mạng. Một sự thay đổi cấu trúc liên kết thông thường phải mất 30 giây, với một cổng chuyển từ trạng thái Blocking sang trạng thái Forwarding mất hai lần khoảng thời gian của bộ đếm thời gian Forward Delay. Khi công nghệ đã được cải thiện, 30 giây trở thành một khoảng thời gian dài không thể chịu đựng để chờ đợi cho một mạng hội tụ và thích nghi khi có 1 vấn đề xảy ra.
Các tiêu chuẩn IEEE 802.1w được phát triển để cải tiến hoạt động của 802.1D truyền thống với một mục đích duy nhất là cải tiến sự hội tụ của STP. Điều này cũng được gọi là RSTP, trong đó xác định cách thức chuyển mạch phải tương tác với nhau để giữ cho các cấu trúc liên kết mạng tránh bị Loop một cách rất hiệu quả.
RSTP có thể kết hợp với PVST+ (Per-Vlan Spanning Tree Protocol Plus) áp dụng cho một hoặc nhiều VLAN gọi là Rapid PVST+. Dùng một phần của chuẩn 802.1s Multiple Spanning Tree.
2. Hoạt động của RSTP
RSTP hoạt động tương tự như STP truyền thống,nhưng RSTP định nghĩa ra một dạng biến thể khác của BPDU, các trạng thái mới của cổng và các vai trò cổng mới. Tất cả các dạng thay đổi này đều đảm bảo tính tương thích ngược với 802.1D. Các yếu tố chủ chốt giúp cho việc tăng tốc khả năng hội tụ là:
• Chỉ chờ một khoảng thời gian tối đa là 3 lần Hello trên một Root Port trước khi phản ứng với sự thay đổi. Trước đây, khoảng thời gian này là Max Age (20s). Các tiến trình mới cho phép chuyển đổi từ trạng thái tắt (Disabled – thay thế cho trạng thái Blocking trong 802.1D) sang trạng thái học (Learning), bỏ qua trạng thái Listening của802.1D. Chuẩn hoá các đặc điểm như Cisco PortFast, UplinkFast và BackboneFast. Thêm vào các đặc điểm như cho phép cổng dự phòng cho Designated Port khi Switch có nhiều cổng kết nối vào cùng một phân đoạn mạng dùng chung.
• Để hổ trợ các tiến trình mới này, RSTP dùng cùng cơ chế gửi thông tin Hello BPDU, sử dụng thêm một số bit chưa dùng trước đây. Vídụ, RSTP sẽ định nghĩa thông điệp Hello có thêm tuỳ chọn giống nhưchức năng RLQ của Cisco BackboneFast. RSTP nhóm các cổng lại, dùng các kiểu kết nối khác nhau để mô tả từng nhóm. RSTP có thể quyết định trạng thái của cổng dựa trên loại thiết bị kết nối vào từng cổng, vì vậy giúp cho quá trình hội tụ nhanh hơn.
• Trong phần lớn các thiết kế mạng Lan hiện đại, Hub không được dùng nữa. Vì vậy tất cả các kết nối phải là point-to-point hoặc là Edge. Kiểu kết nối Edge nghĩa là port ở “rìa” của mạng, mà ở đó nó chỉ kết nối với host, port này được nhận ra là Edge port khi trên nó đã cóchức năng PortFast. Theo định nghĩa, thì port này không thể hình thành loop, và có thể ở trạng thái forwarding ngay lập tức. Tuy nhiên, nếu không nhận được BPDU thì ngay lập tức port đó sẽ mất trạng thái Edge port.
• Đối với các kết nối point-to-point, RSTP sẽ hỏi các Switch láng giềng về tình trạng của nó. Ví dụ nếu 1 Switch không nhận được gói Hello định kỳ trên kết nối point-to-point, Switch này sẽ truy vấn Switch láng giềng. Thiết bị láng giềng sẽ trả lời,nêu rõ là nó có mất đường đi về gốc(Root) hay không. Tính năng này giống như tính năng BackboneFast của Cisco, nhưng dùng thông điệp chuẩn của IEEE để đạt cùng một mục đích.
Lê Đức Thịnh – VnPro
Chuẩn IEEE 802.1D Spanning Tree Protocol được thiết kế để giữ cho một hệ thống các Switch không bị Loop và tự động thích nghi trước những thay đổi của mạng. Một sự thay đổi cấu trúc liên kết thông thường phải mất 30 giây, với một cổng chuyển từ trạng thái Blocking sang trạng thái Forwarding mất hai lần khoảng thời gian của bộ đếm thời gian Forward Delay. Khi công nghệ đã được cải thiện, 30 giây trở thành một khoảng thời gian dài không thể chịu đựng để chờ đợi cho một mạng hội tụ và thích nghi khi có 1 vấn đề xảy ra.
Các tiêu chuẩn IEEE 802.1w được phát triển để cải tiến hoạt động của 802.1D truyền thống với một mục đích duy nhất là cải tiến sự hội tụ của STP. Điều này cũng được gọi là RSTP, trong đó xác định cách thức chuyển mạch phải tương tác với nhau để giữ cho các cấu trúc liên kết mạng tránh bị Loop một cách rất hiệu quả.
RSTP có thể kết hợp với PVST+ (Per-Vlan Spanning Tree Protocol Plus) áp dụng cho một hoặc nhiều VLAN gọi là Rapid PVST+. Dùng một phần của chuẩn 802.1s Multiple Spanning Tree.
2. Hoạt động của RSTP
RSTP hoạt động tương tự như STP truyền thống,nhưng RSTP định nghĩa ra một dạng biến thể khác của BPDU, các trạng thái mới của cổng và các vai trò cổng mới. Tất cả các dạng thay đổi này đều đảm bảo tính tương thích ngược với 802.1D. Các yếu tố chủ chốt giúp cho việc tăng tốc khả năng hội tụ là:
• Chỉ chờ một khoảng thời gian tối đa là 3 lần Hello trên một Root Port trước khi phản ứng với sự thay đổi. Trước đây, khoảng thời gian này là Max Age (20s). Các tiến trình mới cho phép chuyển đổi từ trạng thái tắt (Disabled – thay thế cho trạng thái Blocking trong 802.1D) sang trạng thái học (Learning), bỏ qua trạng thái Listening của802.1D. Chuẩn hoá các đặc điểm như Cisco PortFast, UplinkFast và BackboneFast. Thêm vào các đặc điểm như cho phép cổng dự phòng cho Designated Port khi Switch có nhiều cổng kết nối vào cùng một phân đoạn mạng dùng chung.
• Để hổ trợ các tiến trình mới này, RSTP dùng cùng cơ chế gửi thông tin Hello BPDU, sử dụng thêm một số bit chưa dùng trước đây. Vídụ, RSTP sẽ định nghĩa thông điệp Hello có thêm tuỳ chọn giống nhưchức năng RLQ của Cisco BackboneFast. RSTP nhóm các cổng lại, dùng các kiểu kết nối khác nhau để mô tả từng nhóm. RSTP có thể quyết định trạng thái của cổng dựa trên loại thiết bị kết nối vào từng cổng, vì vậy giúp cho quá trình hội tụ nhanh hơn.
Hoạt động RSTP
• Trong phần lớn các thiết kế mạng Lan hiện đại, Hub không được dùng nữa. Vì vậy tất cả các kết nối phải là point-to-point hoặc là Edge. Kiểu kết nối Edge nghĩa là port ở “rìa” của mạng, mà ở đó nó chỉ kết nối với host, port này được nhận ra là Edge port khi trên nó đã cóchức năng PortFast. Theo định nghĩa, thì port này không thể hình thành loop, và có thể ở trạng thái forwarding ngay lập tức. Tuy nhiên, nếu không nhận được BPDU thì ngay lập tức port đó sẽ mất trạng thái Edge port.
• Đối với các kết nối point-to-point, RSTP sẽ hỏi các Switch láng giềng về tình trạng của nó. Ví dụ nếu 1 Switch không nhận được gói Hello định kỳ trên kết nối point-to-point, Switch này sẽ truy vấn Switch láng giềng. Thiết bị láng giềng sẽ trả lời,nêu rõ là nó có mất đường đi về gốc(Root) hay không. Tính năng này giống như tính năng BackboneFast của Cisco, nhưng dùng thông điệp chuẩn của IEEE để đạt cùng một mục đích.
Lê Đức Thịnh – VnPro