*********************************************************************************
Spanning Tree Protocol ( STP ) คืออะไรและมีความสามารถอย่างไร
STP เป็น Protocol ที่ช่วยป้องกันการเกิด Loop ในระบบเน็ตเวิร์กที่ใช้ Switch หลายๆตัวเพื่อทำเส้นทางสำรอง ซึ่งการทำเส้นทางสำรองนั้นสามารถทำให้เกิด Loop ที่เรียกว่า Bridging Loop ซึ่งสามารถทำให้ Switch Network ทั้งหมด ดาวน์หรือล่มลงได้ และจะทำให้ Switch ใช้งาน CPU สูงขึ้นถึงเกือบ 100 % จนกระทั่งหยุดทำงานไปในที่สุด แต่โดยปกติแล้ว Switch แต่ละตัวจะมีการรัน STP อยู่แล้วในทุกๆพอร์ตของ Switch นั้น เว้นแต่เราจะไปทำการ Disable STP ไม่ให้ทำงาน
ศัพท์ที่ควรรู้ก่อนจะเรียนรู้เรื่อง STP ให้ลึกกว่านี้
- Forwarding State คือ สถานะที่สามารถ รับ-ส่ง เฟรมได้
- ฺBlocking State คือ สถานะที่ไม่สามารถ รับ-ส่ง เฟรมได้
- Root Bridge คือ Switch ที่ถูกเลือกให้ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางหลักของ Network
- Root Port คือ Port ที่มี Path Cost ไปยัง Root Bridge น้อยที่สุดเมื่อเทียบกับ Port อื่นๆบน Switch ตัวเดียวกัน
- Designated Port คือ Port ที่มี Path Cost ไปยัง Root Bridge น้อยที่สุดเมื่อเทียบกับ Port ของ Switch ตัวอื่นที่เชื่อมต่ออยู่ในเซกเมนต์เดียวกัน
- Bridge Priority คือ ค่าลำดับความสำคัญ ของ Switch นั้นเมื่อเทียบกับ Switch ตัวอื่น (มีค่าตั้งแต่ 0 - 65,535) by default คือ 32,768
- Mac address คือ Mac address ประจำตัว Switch เองขึ้นกับ Switch แต่ละโมเดล ซึ่งจะ Hard code ไว้ภายใน Switch มาจากโรงงาน และไม่สามารถเปลี่ยนโดยผู้ใช้ได้
-ฺ Bridge ID คือ เป็นค่าตัวเลข 8 byte ที่ประกอบด้วยฟิลด์ Bridge Priority (2 byte) + Mac address (6 byte) ซึ่งจะอยู่ใน BPDU
- Path Cost คือ ค่าที่ใช้เปรียบเทียบในการหา Root Port และ Designated Port โดยเปรียบเทียบกับค่า Bandwidth โดยแต่ละ Bandwidth จะมีค่า Path Cost ดังนี้
- Bandwidth 10 Mbps มีค่า Path Cost = 100
- Bandwidth 100 Mbps มีค่า Path Cost = 19
- Bandwidth 1 Gbps มีค่า Path Cost = 4
- Bandwidth 10 Gbps มีค่า Path Cost = 2
วิธีเลือก Root Bridge , Root Port , Designated Port
รูปที่ 1
- ข้อความที่อยู่ในกรอบสีส้ม คือ
- บรรทัดที่ 1 " Catalyst A , B , C , D , E " คือ ชื่อของ Switch แต่ละตัวครับ
- บรรทัดที่ 2 " 32768 " คือ ค่าของ Bridge Priority ของ Switch แต่ละตัว ซึ่งในที่นี้มีค่าเท่ากัน หมดเพราะเป็นค่า Default ของ Bridge Priority
- บรรทัดที่ 3 " 00-00-00-00-00-0a " , " 00-00-00-00-00-0b " , " 00-00-00-00-00-0c " , " 00-00-00-00-00-0d " , " 00-00-00-00-00-0e " คือ ค่า Mac-address ของ Switch แต่ละตัวครับ
ซึ่งบรรทัดที่ 2 แ ละ บรรทัดที่ 3 จะใช้ในการเปรียบเทียบเพื่อการเลือก Root Bridge , Root Port , Designated Port
- ข้อความที่ขีดเส้นใต้ด้วยสีแดง คือ ค่า Path Cost ที่ได้กล่าวไว้ใน Part 1 ซึ่งแปลผกผันกับค่า Branwidth ใช้ในการเปรียบเทียบเพื่อหา Root Port , Designated Port
ต่อไปนี้เราจะมาเริ่มหา Root Bridge , Root Port , Designated Port จากรูปที่ 1 กันครับ
- ขั้นที่ 1 ทำการหา Root Bridge ก่อนเป็นอันดับแรก โดยการดูที่ค่า Priority ก่อนเป็นอันดับแรก ถ้ามีค่า Priority เท่ากัน ก็ให้ไปเปรียบเทียบที่ค่า Mac-address ว่า Switch ตัวไหนมีค่า Mac-address น้อยที่สุด Switch ตัวนั้นก็จะเป็น Root Bridge ซึ่งจากรูปที่ 1 Switch Catalyst A ก็จะเป็น Root Bridge
- ขั้นที่ 2 เมื่อเรารู้แล้วว่า Switch A เป็น Root Bridge ขั้นต่อไปเราก็จะทำการหา Root Port กันครับ ซึ่งหลักในการหา Root Port คือ หา Port ที่ดีที่สุดที่เดินทางไปยัง Root Bridge ใน Switch แต่ละตัว ซึ่ง Switch 1 ตัว จะมี Root Port ได้แค่ 1 Port เท่านั้น โดยเลือกจากค่า Path Cost แต่ถ้ามีค่า Path Cost เท่ากัน ก็จะเปรียบเทียบที่ Bridge ID ซึ่งถ้า Bridge ID ยังเท่ากันอีก ก็จะทำการเปรียบเทียบที่ Port ID ซึ่ง Port ID ก็คือ ชื่อของ Interface ที่ทำการเชื่อมต่ออยู่ เช่น F0/1 กับ F0/2 ซึ่ง F0/1 มีค่าน้อยกว่า จึงทำให้ Port F0/1 ได้เป็น Root Port ในที่สุด เรามาดูหาคำนวณหา Root Port ใน Switch แต่ละตัวกันเลยครับ
- Switch Catalyst C จะมีการต่อสู้กันเพื่อจะเป็น Root Port อยู่ 3 เส้นทาง
- ทางที่ 1 มีค่า Path Cost เท่ากับ 19
- ทางที่ 2 มีค่า Path Cost เท่ากับ 23 ( 19+4 )
- ทางที่ 3 มีค่า Path Cost เท่ากับ 27 ( 19+4+4 )
ดังนั้นที่ Switch C Port ที่ต่อกับทางที่ 1 ซึ่งมีค่า Path Cost ที่น้อยที่สุดคือ 19 จะได้เป็น Root Port ย่อด้วย RP ตามรูปที่ 2 ครับ
- Switch Catalyst D จะมีการต่อสู้กันเพื่อจะเป็น Root Port อยู่ 3 เส้นทาง
- ทางที่ 1 มีค่า Path Cost เท่ากับ 19
- ทางที่ 2 มีค่า Path Cost เท่ากับ 23 ( 19+4 )
- ทางที่ 3 มีค่า Path Cost เท่ากับ 27 ( 19+4+4 )
ดังนั้นที่ Switch D Port ที่ต่อกับทางที่ 1 ซึ่งมีค่า Path Cost ที่น้อยที่สุดคือ 19 จะได้เป็น Root Port ตามรูปที่ 2 ครับ
- Switch Catalyst E จะมีการต่อสู้กันเพื่อจะเป็น Root Port อยู่ เส้นทาง
- ทางที่ 1 มีค่า Path Cost เท่ากับ 19
- ทางที่ 2 มีค่า Path Cost เท่ากับ 23 ( 19+4 )
ดังนั้นที่ Switch E Port ที่ต่อกับทางที่ 1 ซึ่งมีค่า Path Cost ที่น้อยที่สุดคือ 19 จะได้เป็น Root Port ตามรูปที่ 2 เช่นกันครับ
รูปที่ 2
- ขั้นที่ 3 ตอนนี้เราก็ได้ทั้ง Root Bridge และ Root Port แล้ว ต่อไปก็เราก็จะมาทำการหา Designated Port กันครับ ในที่นี้เราจะทำการหา Designated Port แค่ 2 จุดตามที่ลูกศรสีน้ำเงินชี้ ในรูปที่ 2 ซึงเหตุผลว่าทำไมหาแค่ 2 จุดนี้ มันมีเหตุผลครับ คือ
- Port ทุก Port ที่อยู่บน Switch ที่เป็น Root Bridge จะเป็น Designated Port ทั้งหมดครับ
- ถ้า Port ของ Switch ที่เชื่อมต่อกัน ฝั่งใดฝั่งหนึ่งเป็น Root Port ไปแล้ว อีกฝั่งก็จะเป็น Designated Port ทันที ดังรูปที่ 3 ครับ
รูปที่ 3
ผมของอธิบายตรง Switch-B ก่อนนะครับ เนื่องจากไม่มีเส้นทางไหนมาแข่งขันจึงทำให้ Port นั้นเป็น Root Port ไปโดยอัตโนมัติ และ Port ที่เชื่อมต่อกัน ที่อยู่บน Switch-D ก็จะเป็น Disignated Port ครับ และตอนนี้ ก็เหลืออีกแค่ 2 จุดที่ัมีลูกศรสีน้ำเงินชี้อยู่ ซึ่งยังไม่มีสถานะเป็นอะไรเลย ดังนั้นเราจะมาหา Designated Port ที่ 2 จุดนี้กัน ดังนี้ครับ
- หา DP ระหว่าง Switch-C กับ Switch-D ซึ่งถ้าเราดูจากเส้นทางที่ไปยัง Root Bridge แล้ว จะมีค่า Path Cost เท่ากัน ดังนั้นเราซึ่งต้องพิจารณาที่ Bridge ID ซึ่งแน่นอน Switch-C เป็นฝ่ายชนะ เพราะมีค่า Mac-address ที่น้อยกว่า ดังนั้น Port ที่อยู่ฝั่ง Switch-C จึงเป็น DP และ Port ฝั่ง Switch-D ก็จะทำการ Block ตามรูปที่ 4 ครับ
- หา DP ระหว่าง Switch-D กับ Switch-E ซึ่งถ้าเราดูจากเส้นทางที่ไปยัง Root Bridge แล้ว มันก็มีค่า Path Cost เท่ากัน ดังนั้นเราซึ่งต้องพิจารณาที่ Bridge ID ซึ่งแน่นอน Switch-D เป็นฝ่ายชนะ เพราะมีค่า Mac-address ที่น้อยกว่า ดังนั้น Port ที่อยู่ฝั่ง Switch-D จึงเป็น DP และ Port ฝั่ง Switch-E ก็จะทำการ Block ตามรูปที่ 4 ครับ และเราก็จะได้ Topology ของ Network L2 ตามรูปที่ 5 ครับ
รูปที่ 4
รูปที่ 5
*********************************************************************************
จบแล้วนะครับสำหรับบทความนี้ เกี่ยวกับ STP หวังว่าจะเป็นประโยชน์บ้างนะครับ ^_^
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น