មេរៀនទី១៧: STP

ដើម្បីចៀសវាង loop  switch ក្នុងប្រព័ន្ធណែតវឺក យើងប្រើ STP (Spanning Tree Protocol) ដោយអាច បិទការធ្វើចរាចរណ៍ លើ់ភ្ជាប់ ដែលលើស, ដែលមិនត្រូវការ។ loop switch ប្រព័ន្ធណែតវឺក ដែល បណ្តាលមកពី “broadcast storm” វានិងបំផ្លាញទម្រង់ សណ្ឋាន ណែតវឺក ដែលប្រើប្រាស់ network bandwidth។
Broadcast storm នៅក្នុងប្រព័ន្ធណែតវឺក ខាងក្រោម ឧបមាថា “កុំព្យូទ័រ A” ផ្ញើ broadcast
កាលណា “កុំព្យូទ័រ A” ផ្ញើ broadcast frame ដែល switch និងផ្ញើបន្ត ឆ្លងកាត់ port ទាំង អស់។ ដូច្នេះ វានិងភ្ជាប់ “SW2” កាត់តាមពីរ link ដែល ភ្ជាប់ “SW2” ជាមួយ “SW1”។ ពេល “SW2” នឹងបាត់ការផ្សាយ broadcast frame ចេញ port ទាំងអស់។ ដូច្នេះ វានឹងភ្ជាប់ “SW1” ឆ្លងកាត់ពីរ link ដែលភ្ជាប់វាជាមួយ “SW2”។
យើងមាន broadcast storm
STP និងបិទចរាចរណ៍ លើមួយ នៃពីរ link ដែលភ្ជាប់រវាង “SW1” និង “SW2” ដែលនឹងការពារ broadcast storm។
BPDU (Bridge Protocol Data Unit): បណ្តា switch រត់ដំណើរការ STP ផ្ញើ BPDU frame គ្រប់ពេលដោយ ប្រក្រតី។ ធ្វើដើម្បីប្តូរ ព័ត៌មានជាមួយ switch ផ្សេងទៀត។
Bridge ID (BID): មានន័យថា BID រួមផ្សំនៃ switch priority ដែលមានអតិភាព និង MAC address របស់ switch។
“BID= Switch ដែលមានអតិភាព​, switch MAC address” ដោយប្រើ default switch អតិភាព=32768 ដែលស្មើប្រព័ន្ធគោល ១៦ 0×8000  អ្នកគ្រប់គ្រង អាច ដំឡើង ដោយផ្ទាល់ដៃ switch priority អតិភាព ដោយប្រើបញ្ជា command ដូចខាងក្រោម:

Switch(config)# spanning-tree vlan 1 priority Switch priority
Port ID: គ្រប់ switch port មាន port ID មួយ ដែល port ID រួមផ្សំជាមួយ port អតិភាព និង ចំនួន port។
“Port ID=port priority.port number” port priority អាចជាចំនួន ក្នុងលំដាប់ “0:255” ដែល default port priority=128
Link cost: វាគឺជាតម្លៃ ដែផបានផ្តល់អោយ គ្រប់ link ពឹងពាក់លើ bandwidth (BW)

BW	Cost
10Gbps	2
1Gbps	4
100Mbps	19
10Mbps	100

Root Bridge: គឺជា switch ដែលមាន bridge ID (BID) ទាបក្នុង switch ណែត   វឺក។
Root port: គឺជា port ដែលមានផ្លូវខ្លីបំផុត shortest part (least cost path) ទៅ root bridge
Designated port: គឺជា port ដែលមាន ផ្លូវខ្លីបំផុត shortest part (least cost path) ទៅ root bridge គ្រប់ network segment។
17.1 ការប្រតិបត្តិការ STP ដើម្បីរៀន ប្រតិបត្តិការ STP ឧបមាថា យើងមាន ណែតវឺកដូចរូបខាងក្រោម
រូបភាពខាងលើ គ្រប់ switch មាន BID ដែលបានសរសេរលើវា ហើយគ្រប់ link ដែលមាន BW របស់វា គិតជា Mbps សរសេរលើវា។
ខាងក្រោម គឺជាការប្រតិបត្តិការ នៃ STP ដើម្បីដោះចេញ link លើសពី តម្រូវការ។
1. Switch ជាមួយ BID ទាបបំផុត ត្រូវបានជ្រើសរើស ដូច “Root Bridge” និង port ទាំងអស់ នៅក្នុង switch នេះត្រូវបានពិចារណា “designated ports” ដូចបង្ហាញ រូបខាងក្រោម:
2. គ្រប់ switch ជ្រើសរើស “root port” របស់វា ដោយរក port ដែលមានតម្លៃ តូចបំផុត root bridge ដូចបង្ហាញរូបខាងក្រោម:
3. Port ជាមួយ cost path តូចបំផុត ទៅ root bridge ក្នុងគ្រប់ network segment ត្រូវបាន ជ្រើសរើស “designated port” ដូច បង្ហាញ ក្នុងរូបខាងក្រោម:
4. គ្រប់ non-root និង non-designated port គឺបញ្ចូលក្នុង “blocking state” កន្លែង ដែលវា មិនបញ្ជួនឆ្ពោះទៅ ដូចបង្ហាញរូបខាងក្រោម
ឥឡូវនេះ STP បានដោះចេញ ទាំងអស់ពី link ដែលលើស ដែលមាន ស្រេចក្នុង switch ណែតវឺក។ ដើម្បីអាចមើល ស្ថិតិ STP ដោយប្រើ បញ្ជា command ខាងក្រោម
Switch(config)# show spanning-tree
17.2  STP port states បណ្តា port នៅក្នុង STP protocol ដែលមានស្រេច ក្នុងការ បញ្ចេញ ខាងក្រោម ដែលមាន blocking state, listening state, learning state, forwarding state។
17.2.1 “Blocking” state នៅក្នុង state នេះ port មិនបញ្ជួន frame វាគ្រាន់តែទទួល BPDU
ប្រសិន បើ port ដែលនៅក្នុង “Blocking state” មិនទទួល BPDU អំឡុង “maximum age time” ដែល ប្រើ default ស្មើរ 20វិនាទី port និងបញ្ចូលទៅ “listening state”
17.2.2 “listening” state
នៅក្នុង state នេះ port មិនបញ្ជួន frame វាទទួល BRDU ដើម្បីកំណត់ តួនាទី port នៅក្នុង STP។ port និងនៅ សល់ “listening state” សម្រាប់ “forward delay time” ដែលប្រើ default ស្មើរនឹង 15វិនាទី ហើយ port និងបញ្ចូល “learning” state
17.2.3 “learning” state
នៅក្នុង state នេះ port មិនបញ្ជួន frame វាទទួល BRDU ដើម្បីរៀន network path ទាំងអស់។ port និងនៅសល់ “learning state សម្រាប់ “forward delay time” ដែលប្រើ default ស្មើរនឹង 15វិនាទី ហើយ port និងបញ្ចូល “forwarding state”។
17.2.4 “forwarding” state
នៅក្នុង port នេះ port បញ្ជួន និងទទួល frame ទាំងអស់ តាមធម្មតា STP port អាចស្ថិតនៅក្នុង “forwarding state” គឺជា state មិនស្ថិត ស្ថរ ឬនៅក្នុង “forwarding state”។
17.3  Port លឿន STP Port លឿន STP ត្រូវបានគេប្រើ ដើម្បីបង្កើត ល្បឿន ពេល រួម គ្នាលើ port ពិតប្រាកដ៍។ នេះប្រើ សម្រាប់អ្នក គ្រប់ គ្រង់ ប្រព័ន្ធណែតវឺក ដែលធ្វើអោយ ច្បាស់ port នេះមិនកំណត់ទម្រង់ switch loop ដូចក្នុងឧទាហរណ៍ បណ្តាល port ដែល ភ្ជាប់ ទៅ ឧបករណ៍ ចុងក្រោយ។ Port លឿន STP អនុញ្ញាតអោយ port បញ្ជួន ដោយ ផ្ទាល់ពី “blocking state” ទៅ “forwarding state” ដោយមិន ឆ្លងកាត់ “listening state” និង “learning state” ដែលបន្ថយ ពេលបញ្ជួន។
17.3.1 ការដំឡើង Port fast
ឧបមាថា យើងមានប្រព័ន្ធណែតវឺកខាងក្រោម

អ្នកគ្រប់គ្រង ប្រព័ន្ធណែតវឺក អាចដំឡើង “STP Port fast” លើ “fa0/0” លើ “SW2” ព្រោះថា port នេះត្រូវបានភ្ជាប់ទៅ ឧបករណ៍ ចុងក្រោយ។
ដើម្បីដំឡើង “Port fast” យើងត្រូវប្រើបញ្ជា command ខាងក្រោម
Switch(config)# interface interface number
Switch(config)# spanning-tree portfast
17.3.2  ការណែនាំលក្ខណ:ពិសេស ដើម្បីប្រើលើបណ្តា port ដែលអាចប្រើ “STP Port fast”
ការពារ BPDU guard ប្រសិនបើ BPDU ត្រូវបានទទួលលើ port ដែលអាចប្រើ “STP Port fast”​ នោះ “BPDU guard” បញ្ចូល port នេះក្នុង “error disabled”។ ព្រោះថា ប្រសិន បើ BPDU បានទទួល លើ port មួយ មានន័យថា port នេះត្រូវបានភ្ជាប់ទៅ switch ផ្សេង ដែល port នេះអាចជាទម្រង់ loop។
ត្រងច្រោះ BPDU filter ប្រសិនបើ BPDU ត្រូវបានទទួលលើ port ដែលអាចប្រើ “STP Port fast”​ ហើយ “BPDU filter” ចាប់យក port ចេញក្រៅនៃ “STP Port fast”​។

ពីព្រោះថា ប្រសិនបើ BPDU បានទទួលលើ port មួយ នេះមានន័យថា port នេះត្រូវបាន ភ្ជាប់ទៅ switch ផ្សេងទៀត ហើយ port នេះអាចជា ទម្រង loop មួយ។
17.4 “RSTP”,”PVSTP+” និង “PVRST+”
17.4.1 “RSTP” (Rapid STP)
RSTP ដែលជា “IEEE802.1w” protocol បង្កើនល្បឿន រយ:ពេលខ្លី។ នេះមានន័យថា switch មួយដែលរត់ដំណើរការ RSTP ប្រើរយ:ពេល លឿន ជា switch រត់ដំណើរការ STP។
RSTP ធ្វើដូចខាងក្រោម:
វាបង្កើត “alternative port” ដែលត្រូវបានពិចារណា ផ្លាស់ប្តូរគ្នាទៅ “root port” លើគ្រប់ switch។ ធ្វើនេះដើម្បី ប្រើ port ផ្លាស់ប្តូរគ្នា កាល ណា “root port” មិនស្គាល់។
ការបង្កើត “backup port” អោយក្លាយជា “designated port”។
បណ្តាល switch ដែលកំពុងដំណើរការ RSTP អាចធ្វើការជា មួយ បណ្តាល switch ដែលកំពុងរត់ ដំណើរការ STP។ ពីព្រោះថា RSTP អាចយល់ព្រមជាមួយ STP។
RSTP port states
បណ្តាល port ដែលមានស្រេចលើ switch ដែលកំពុងដំណើរការ RSTP អាចជា state មួយដូច ខាក្រោម។
Discarding  គ្រប់ frame ដែលចូលមក ត្រូវបានដកចេញ។
Learning  មិនធ្វើការបញ្ជួន frame គ្រាន់តែទទួល BPDU ដើម្បីសិក្សាផ្លូវណែតវឺក។
Forwarding  បញ្ជួនបន្ត ឬទទួល frame ទាំងអស់។
ការដំឡើង RSTP
ដើម្បីដំឡើង RSTP លើ switch យើងប្រើបញ្ជា command ដូចខាងក្រោម
Switch(config)# spanning-tree mode rapid-pvst
17.4.2  “PVSTP+” (Per-VLAN STP+) តាមធម្មតា STP បញ្ចូលលើ ប្រព័ន្ធ ណែតវឺក ទាំងមូល គ្រាន់តែ STP កើតឡើងម្តងមួយ ក្នុង PVSTP+ គ្រប់ VLAN ក្នុងប្រព័ន្ធ ណែតវឺក មានកើតឡើង STP វាផ្ទាល់។
ឧបមាថា យើងមានប្រព័ន្ធណែតវឺកខាងក្រោម:
ដោយប្រើ PVSTP+, VLAN1 នឹងមានការកើតឡើង STP វាផ្ទាល់ និង VLAN2 និងមានការកើតឡើង STP វាផ្ទាល់
-  PVSTP+ អាចធ្វើដោយ default លើបណ្តា switch ដែលកំពុងរត់ដំណើរការ STP។
-  PVSTP+ ប្រើ “Extended BID” ជំនួស “BID” ដែលនៅក្នុង STP។
“Extended BID=Switch priority.VLAN ID(VID).MAC address”
17.4.3  “PVSTP+” (Per-VLAN RSTP+)
នៅក្នុង PVSTP+ គ្រប់ VLAN នៅក្នុងប្រព័ន្ធណែតវឺ មាន RSTP វាផ្ទាល់
ឧបមាថា យើងមាន ប្រព័ន្ធណែតវឺកដូចខាងក្រោម
ដោយប្រើ PVSTP+, VLAN1 និងកើតមាន RSTP របស់វាផ្ទាល់ ហើយ VLAN2 នឹងកើតមាន RSTP វាផ្ទាល់។