Chapter 1 Các Loại Spanning tree

STP có thể chia ra các loại sau :

• CST
• PVST
• PVST+
• MST ( IEEE 802.1s)
• IST
• STP ( dạng truyền thống 802.1d )
• RSTP ( IEEE 802.1w)

1 . CST : Common Spanning Tree .
- IEEE 802.1q không chỉ định nghĩa làm sao mà các vlan có thể trunking qua các switch , mà nó còn chỉ ra rằng "chỉ có một tiến trình STP duy nhất chạy trên toàn bộ các vlan mà thôi". Và tiến trình duy nhất này người ta gọi tên là CST .
- Tất cả các CST BPDUs được vận chuyển trên đường trunk bằng native vlan với các untagged frame.
- Ưu điểm:

• Việc chạy duy nhất một tiến trình STP có lợi ở chỗ nó không tiêu tốn nhiều khả năng xử lí của CPU khi phải tính toán lại STP topology.
• cũng như làm cho công việc cấu hình của chúng ta trở nên đơn giản .

- Nhược điểm:

• Hạn chế ở chỗ sẽ không cho phép load balancing được thực hiện ( layer 2 loadbalancing ) .

2 . PVST : per VLan Spanning Tree .
- Đây là một version độc quyền của Cisco, cho phép hoạt động linh hoạt hơn CST.
- Mỗi vlan sẽ chạy một tiến trình STP riêng biệt và không bị phụ thuộc lẫn nhau .- Ưu điểm :

• Làm giảm kích thước của STP topology
• Chia ra làm các topology nhỏ hơn , dẫn đến thời gian converge của STP giảm xuống .
• Thêm vào đó , nó còn cung cấp thêm khả năng load balancing .

- Khuyết điểm :

• sử dụng nhiều tài nguyên của CPU trong việc quản lí nhiều vlan .
• PVST sử dụng ISL trunking nên đối với một mạng tồn tại 2 dạng STP là PVST và CST thì sẽ dẫn đến không tương thích về mặt trunking .
• CST xài dot1q. Do đó BPDUs sẽ không được quảng bá giữa 2 loại STP này .

3 . PVST+ : per Vlan Spanning Tree Plus
- Cisco tung ra một version khác của STP là PVST+ nhằm giải quyết vấn đề tương thích giữa CST và PVST .
- PVST+ đảm nhiệm vai trò như là một translator giữa PVST và CST .
- PVST+ có thể giao tiếp với PVST qua kết nối ISL trunking , ngược lại PVST+ có thể giao tiếp với CST qua kết nối dot1q trunking .
- Tại biên giới của PVST và PVST+ sẽ diễn ra việc mapping STP one-to-one .
- Tại biên giới của PVST+ và CST sẽ diễn ra việc mapping giữa một STP của CST và một PVST trong PVST+ ( STP trong CST chỉ có một mà thôi ) .

- Trong hình trên có một kí hiệu là MST , nhưng MST ở đây không phải là Multiple Spanning tree mà là Mono Spanning tree . Ta có thể hiểu MST trong trường hợp này đồng nghĩa với lại CST .

4 . MST : Multiple Spanning Tree .
- Trong hầu hết các network , một switch đều có kết nối dự phòng tới switch khác . Ví dụ một access-layer switch sẽ có 2 kết nối uplink đến 2 distribution / core switch khác nhau .
- Khi STP hoạt động ở dạng CST thì

• chỉ có một kết nối là forwarding và kết nối kia rơi vào trạng thái blocking .
• Như vậy chúng ta đã lãng phí mất một kết nối .

=> Chúng ta sẽ sắp xếp làm sao đó để sử dụng đồng thời 2 kết nối trên nhằm mục đích load balancing .

- PVST+ có vẻ là một lựa chọn hấp dẫn vì

• Nó cho phép các vlan khác nhau tạo ra những loop-free topology khác nhau và chạy trên các đường uplink khác nhau .
• Tuy nhiên , nếu số lượng Vlan tăng lên , đồng nghĩa với việc xuất hiện nhiều STP instance hơn sẽ làm cho CPU tiêu tốn nhiều resource hơn .
• Ví dụ: chúng ta có 100 Vlan tương ứng chúng ta cũng sẽ có 100 loop-free topology. Nhưng 100 topology này có một điểm chung là đều đi qua một trong 2 kết nối uplink .

- Trong hình trên , có 2 STP instance , mỗi instance chạy cho một vlan . Topology cho mỗi instance là độc lập và được chỉ ra như hình vẽ .

• Vlan A có thể chọn đường uplink bên trái để đi , và blocking đường uplink bên phải .
• Tương tự , Vlan B có thể chọn đường uplink bên phải để đi và blocking đường uplink bên trái .

=> Như vậy cả 2 đường uplink đều được sử dụng , load balancing đã được thực hiện .

- Không loại trừ trường hợp cả vlan A và Vlan B đều tính toán và chọn ra đi một đuờng uplink duy nhất (ví dụ đường uplink bên phải). Tuy nhiên chúng ta sẽ phải can thiệp vào quá trình tính toán của chúng bằng cách cấu hình sao cho cả 2 đường đều được sử dụng .
- Cũng với hình này , nếu chúng ta có 100 vlan thì topology của các instance tính toán được cũng chỉ đi qua một trong 2 kết nối uplink mà thôi .
- Như vậy việc sử dụng tới 100 STP instance trong khi topology thì chỉ đi qua một trong 2 đường uplink sẽ làm tiêu tốn rất nhiều resource của CPU .
- Ta sẽ hạn chế số instance lại bằng cách cho

• instance thứ nhất chạy cho 1 range vlan ( ví dụ từ 1-50 )
• instance thứ 2 chạy cho range vlan từ 51-100 .

- Chúng ta đã hạn chế được số lượng instance đồng thời vẫn đảm bảo cho load balancing hoạt động .
- Ví dụ cấu hình load balancing :

- Ta sẽ cấu hình sao cho

• range vlan 3-6 sẽ lấy đường trunk 2 làm forwarding và trunk 1 là blocking .
• range vlan 8-10 sẽ lấy đường trunk 1 làm forwarding và trunk 2 lại là blocking .

- Nếu một trong 2 kết nối trunk 1 hoặc trunk 2 bị down , toàn bộ traffice trong cả 2 range vlan đều dồn về một phía và chạy . Có thể cấu hình bằng cách gán priority như hình vẽ .
- Đoạn trên đã mô tả khái niệm của MST . Như vậy MST được xây dựng dựa trên việc mapping một hay nhiều vlan vào một STP instance .
- Khi triển khai MST , chúng ta cân chú ý những điều sau đây :

• Số lượng Instance cần phải dùng là bao nhiêu
• Range vlan cần map cho mỗi instance là gì .

- Để hiểu được các khái niệm kế tiếp , chúng ta cần phải nắm được MST region là gì ?
- Để switch có thể tham gia vào một MST instance thì nó phải được cấu hình với các thông số nhất quán với nhau. Các thông số này bao gồm

• MST region
• revision number
• và MST Vlan map .

- Tập hợp các switch có cấu hình MST giống nhau tạo thành MST region .