I. Switching loops
II. Spanning Tree Protocol (STP)
1. Root Bridge
2. Root Port
3. Designated port và block
4. Port ID

I.Switching loops

II. Spanning Tree Protocol (STP)

- Để xây dựng một STP topology bao gồm các bước:

• Chọn ra Root Bridge(Root Switch).

Fact: Người ta tạo ra STP cho Bridge layer-2 nên gọi là Root bridge.

• Xác định Root port.
• Chọn Designated port.
• Chọn các port cần thiết để ngăn loop.

- Root Bridge đóng vai trò là điểm tham chiếu chính trong Spanning tree. Sau khi xây dựng STP topology xong, loop được loại bỏ, các switch được coi là hội tụ(converge).
- Tính năng STP được bật mặc định trên tất cả các switch của cisco cho tất cả VLANs.

1. Root Bridge

Bước đầu tiên trong xây dựng STP topology, chọn ra đâu là Root Bridge. Root Bridge đóng vai trò là điểm tham chiếu chính của STP topology. Để có thể làm cho mô hình hoàn hảo nhất thì Root Bridge nên là switch trung tâm.
- Root Bridge được chọn dựa trên Bridge ID, bao gồm 2 thành phần cơ bản trong 802.1D:

• 16-bit Bridge priority.
• 48-bit địa chỉ MAC.

- Root Bridge trong 802.1t là phần mở rộng của 802.1D có thể được dùng để xác định VLAN ID người ta gọi đây là (Extended system ID):

• 4-bit Bridge priority
• 12-bit System hoặc VLAN ID
• 48-bit địa chỉ MAC

- Mặc định là 32768(0- 65,535), switch nào nhỏ hơn thì làm Root Bridge. Nếu có priority ngang nhau thì địa chỉ MAC nào nhỏ hơn sẽ làm Root Bridge. Trong 802.1t thì default vẫn là 32768(0-61440, cấp số nhân của 4096).
Câu hỏi: tại sao là 32.768?
Theo một nguồn tin, cũng đáng tin cậy một chút trên STP Priority : Why is it 32768 by default? Why is it increased or decreased by 4096? (youtube.com) thì do 32768 là số nằm ở giữa của 16 bit.

- Các switch sẽ trao đổi các BPDU, và tiến hành bầu chọn, quá trình lựa chọn Root Bridge như sau:

• Switch A và D có số priority nhỏ nhất cho nên sẽ được vào vòng trong.
• Switch A có MAC nhỏ hơn D nên A sẽ được chọn

- Mặc định, tất cả các switch sẽ nghĩ mình là cái rốn của vũ trụ (Root Bridge) cho đến khi nó biết có thằng giỏi hơn nó khi trao đổi BPDU(BPDU nhỏ hơn). Quá trình này sẽ diễn ra liên tục khi có một switch khác tham gia vào trong topology.

2. Root Port

- Bước tiếp theo là lựa chọn Root port. Sẽ lựa chọn root port dựa trên root path cost(chi phí đường đi), cái nào nhỏ nhất sẽ được chọn.
- Mỗi Switch chỉ có 1 root port. Root bridge sẽ không có root port, vì mục đích của root port là để tìm đường đi đến root bridge.
- Path cost sẽ được xác định dựa trên bandwith(băng thông) của liên kết. Bandwith càng cao, thì path cost càng thấp, các bạn có thể tham khảo bảng dưới đây.


- Switch A có cost là 0 vì nó là root bridge(chúng ta đã chọn ở trên). Khi mà switch A gửi BPDU thì nó sẽ để path cost là 0.
- Switch B có 2 đường để đi đến root bridge(Switch A) là B->A, B->C->D->A:

• B sẽ chọn port kết nối trực tiếp từ B->A làm root port do nó có cost thấp nhất = 4.
• Đường còn lại cost = 10 nên không chọn.

- Switch C có 2 đường để đi đến root bridge(Switch A) là C->B->A, C->D->A:

• C sẽ chọn port kết nối tới D làm root port do nó có cost thấp nhất = 6.
• Đường còn lại cost = 8 nên không chọn.

- Root Bridge sẽ quảng bá các BPDU với path cost = 0. Khi các switch nhận được các BPDU này, chúng sẽ thêm path cost của port nhận BPDU và sau đó quảng bá path cost tích lũy cho các switch liền kề.
- Lấy ví dụ là mô hình trên đầu tiên switch B sẽ nhận BPDU từ switch A(root bridge) lúc này path cost là 0. Sau đó, switch tiếp tục cộng path cost từ port nhận (A->B) lúc này path cost = 4. Tiếp tục, trao đổi BPDU với switch C thì path cost tại C là 8. Nhưng C sẽ chọn port nối với D do path cost = 6.
- Path cost có thể cấu hình ảo trên port. Thường người ta sẽ dùng để chỉ định đường đi tới root: