Giới thiệu về STP và Hướng dẫn cấu hình STP trên VigorSwitch

- Những thiết bị DrayTek VigorSwitch có hỗ trợ STP/RSTP/MSTP sẽ cho phép chuyển mạch dự phòng cũng như chống loop cùng lúc. Bài viết này sẽ giới thiệu về giao thức STP và cách mà STP vận hành trên switch kèm theo cách cấu hình cho DrayTek VigorSwitch. Mô hình này sẽ sử dụng 4 VigorSwitch để triển khai STP và dự phòng đường đi giữa các switch với nhau để chịu lỗi.

I/. Giới thiệu về STP:
1.1- Spanning Tree Protocol (STP) là một giao thức quản lý làm việc trên Layer của mô hình OSI. Lợi ích chính của STP là phát hiện ra và ngăn chặn switch khỏi bão broadcast (Broadcast Strom) do sử dụng có chế Đường đi dự phòng (Redundant Path). Tuy nhiên, quá trình hội tụ mạng STP là một quá trình chậm. RSTP tăng tốc quá trình hội tụ mạng. Nhưng RSTP vẫn có một khuyết điểm giống với STP, đó là khả năng cân bằng tải giữa các VLAN. Và MSTP không chỉ tăng tốc độ hội tụ mạng còn thực hiện cân bằng tải giữa các VLAN.
! Lưu ý: Tiến trình mỗi cổng thay đổi trạng thái, chúng ta gọi là "Hội tụ".

​

- Khi kích hoạt STP, đường đi dự phòng trong mô hình mạng được hiển thị bằng đường kết nối màu đỏ được khóa lại để chống loop. Nếu một trong các liên kết khác hiển thị dưới các đường màu xanh dương bị down, thì đường dự phòng (line đỏ) sẽ được mở lên để tiếp tục cung cấp kết nối liên tục cho mạng.
1.2- RSTP: tên đầy đủ là Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) là sự tăng cường cho STP nhằm đáp ứng các gói Bridge Protocol Data Units (BPDU) trực tiếp từ root trong khi STP không thể. Nó cung cấp khả năng hội tụ nhanh cho spanning tree.
1.3- MSTP: viết tắt của Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) là sự tăng cường hơn nữa cho RSTP để cho phép các VLAN được nhóm lại thành một phần spanning-tree, mang lại nhiều đường chuyển tiếp cho lưu lượng dữ liệu, và khả năng cân bằng tải.
1.4- BPDU (Bridge Protocol Data Unit) chứa thông tin để cấu hình và duy trì cấu trúc spanning-tree, bao gồm: thuộc tinh port, địa chỉ MAC, mức độ ưu tiên, và Giá trị đường đi (Path cost). Những Vigor Switch chạy STP, RSTP, MSTP trao đổi các BPDU để tính toán một mô hình không có vòng lặp. Trong khi triển khai một giao thức spanning tree, các edge port không tham gia vào việc tính toán spanning-tree và có thể chuyển từ trạng thái Disable (Vô hiệu hóa) sang Forward (Chuyển tiếp) ngay lập tức. Bằng cách này, các edge port có thể ngăn các switch tính toán lại do thường xuyên online và offline, để tăng độ tin cây (reliability) cho mạng.

II/.STP settings on DrayTek VigorSwitch:
2.1. Trong giao diện Web UI của mỗi switch, vào đường dẫn: [Switch LAN >> STP >> Properties]:
- BPDU Handing – Gửi gói BPDU:

Filtering: Lọc các gói tin BPDU khi STP tắt đi.
Flooding: Vẫn gửi đi đầy đủ các gói BPDU khi STP bị vô hiệu hóa.​

- PathCost Method – Phương pháp tính Giá trị đường đi:

Short: với tùy chọn này, mặc định port có các path cost trong phạm vi: 1~65,535
Long: với tùy chọn này, mặc định port có các path cost trong phạm vi: 1~200,000,000​

​

2.2. Tiếp tục đến [Switch LAN >> STP >> Port Setting]: Sẽ có các cài đặt như sau

Path Cost: là giá trị truyền tải một frame đến Root Switch thông qua port đó. Chọn '0' có nghĩa giá trị sẽ được chỉ định bởi switch.
Priority: đặt giá trị ưu tiên cho port. Giá trị càng nhỏ, mức độ ưu tiên càng cao để trở thành Root Port.
Edge Port: nếu kết nói đến một thiết bị như PC/Camera/Máy in. Bạn có thể bật Edge Port lên để tăng tốc độ tính toán cho STP.
BPDU Filter: Bật lên nếu muốn port dừng gửi hoặc nhận các gói BPDU.
BPDU Guard: Bật lên để cho phép port tắt khi nhận bất kỳ gói BPDU nào, để bảo vệ switch của bạn.​

​

2.3. Trong phần [Swithc LAN >> STP >> Bridge Settings]:

Priority: được biết đến như là Bridge ID. Giá trị càng nhỏ, càng được ưu tiện được chọn làm Root Switch.
Forward Delay, Max Age, Tx Hold Count, Hello Time: Các cài đặt này không liên quan đến cấu hình mô hình này. Bạn có thể đặt ở mặc định.​

​

2.4. Tiếp tục với [Port Advanced Settings >> Port Role]:
- Chúng ta nên kiểm tra trạng thái ở cột Port Role để xử lý sự cố cho STP.

Root: Port này kết nối tới Root Switch, hoặc port gần với Root Switch nhất.
Designated: nếu port không được chọn làm Root Port, nó sẽ trở thành Designated Port. Và mỗi switch chỉ có một Desinated Port, được sử dụng để chuyển phát chung.
Alternate: Nếu port không được chọn làm Root Port/Designated Port, nó sẽ trở thành Alternate Port, chức năng là dự phòng cho Designated Port.​

​

III/. Quy tắc bầu chọn của STP:
- Root Switch: Có giá trị thấp hơn (Bridge ID), có ưu tiên cao hơn
- Root Port: Port có Root Cost thấp nhất, trở thành Root Port.
- Root Cost: Nghĩa là giá trị path cost port đi đến Root Switch.
- Ví dụ:
> SwitchA GE1 -> GE1 Root Switch => Root Cost:1
> SwitchB GE1 -> GE2 SwitchA GE1 -> GE1 Root Switch => Root Cost:2. Ở SwitchB, port GE1 là Root Port, vì đường màu đỏ là không bật lên.

​

IV/. Hướng dẫn cấu hình trên VigorSwitch:
- Chúng ta sẽ sử dụng mô hình hiển thị mhư bên dưới dể cho thấy các bước cấu hình cho STP trên các VigorSwitch.

​

- Trong mạng có một đường kết nối màu đỏ (tắt) để chống loop. Nếu đường kết nối giữa Switch B-C ngắt, thì đường đi giữa Switch B-C sẽ bật lên cho phép Switch tiếp tục có kết nối đến Switch A để ra Internet. Do đó, Switch A nên đặt làm Root Switch

4.1. Các bước cài đặt STP Root Switch:
- Bước 1. Trên giao diện Web GUI của Switch vào đường dẫn. [Switch LAN >> STP >> Properties], và kích hoạt STP lên trên tất cả các Switch.

​

- Bước 2. Tiếp đến click vào [Bridge Settings]

Đặt một giá trị thấp nhất vào ô [Priority] trên SwitchA như ví dụ dưới là '4096'. (Nên nhớ giá trị càng thấp, mức ưu tiên càng cao)
Đặt giá trị [Priority] cho SwitchC là '12288'
Còn SwitchB & SwitchD để ở mặc định sẽ là '8192'​

​

- Sau khoảng 1 phút tính toán cho STP, lúc này STP đang hoạt động rồi. Chúng ta có thể kiểm tra Port Role trong trang Port Advanced Setting để thấy trạng thái của các cổng trên tất cả Switch hiện có.

Trên SwitchA(Root), có thể thấy được các port được kết nối đến các switche khác là Root Port và ở cột [Port State] đang là Forwarding.
Trên các switch khác, port kết nối đến Root Swich hiển thị Root ở Port Role​

​

4.2. Cấu hình đường (path) cho STP:
- Sau khi đã xong các bước cấu hình cơ bản cho STP hoạt động, nhưng chúng ta vẫn chưa cấu hình path như trong mô hình mạng trên. Các bước thực hiện sẽ như sau:
- Bước 1: Vào theo đường dẫn [Switch LAN >> STP >> Port Setting] trên SwitchC

Chọn port kết nối đến SwitchD
Đặt giá trị Path Cost cao hơn các port khác, như ví dụ: ở Ports: GE4 sẽ có Path Cost là '1000'
Các bước tương tự cũng được áp dụng trên SwitchD với port kết nối tới SwitchC​

​

- Bước 2. Sau khi đã cấu hình xong Path Cost, vào lại Port Advanced Setting, chúng ta có thể thấy được Port Role đang là Alternate & Port State hiện đang Discarding (Loại/Tắt đi) trên port GE4.

​

- Như vậy, sau các bước cấu hình STP cho Thiết bị VigorSwitch đã có được mô hình như đã đề ra ở trên. Chúc các bạn áp dụng thực hiện thành công!