3.2 Spanning-Tree Cost Calculation

Như các bạn đã biết thì Non-root bridges cần phải tìm được đường ngẵn nhất tới root bridge phải không nào? Câu chuyện là sẽ thế nào nếu như chúng ta dùng nhiều loại cổng, loại link khác nhau để kết nối từ điểm đầu tới điểm cuối (Ethernet, fastEthernet,Gigabit)? Giờ hãy tìm hiểu nhé.

Các bạn thấy không? Tôi có 1 mạng với 5 switches, các loại link connection khác nhau. Sw1 giờ đang là root bridge, tất cả các switch còn lại là non-root. Giờ thì làm sao để tìm được đường ngắn nhất tới root bridge?

Đây là bảng dựa trên code và bandwidth nhé.

Bandwidth       Cost

10 Mbit           100

100 Mbit         19

1000 Mbit       4

Spanning-tree sử dụng cost để tính toán đường đi tốt nhất tới root. Bandwidth interface càng thấp thì cost càng cao. Tổng cost từ non-root tới root càng tốt thì càng thấp.

Bạn có thể tìm thấy giá trị cost trong gói tin BPDU

Trong gói tin PBDU bạn có thể thấy 1 trường gọi là root path cost. Đây chính là nơi chưa giá trị cost của đường ngắn nhất tới root bridge.

Nếu như các bạn đã học CCNA hoặc là CCNP ROUTE thì cost của spanning-tree cũng gần giống như cost của OSPF. Chúng đều sử dụng cost để tính toán đường đi tốt nhất. OSPF xây dựng topology dữa trên database (LSDB) vì vậy tất cả các router đều biết chính xác toàn bộ đường đi của mạng như thế nào. Spanning-tree chỉ chạy trên switch nên nó sẽ ko biết được toàn bộ hệ thống như thế nào. Về PBDU thì nó sẽ được gửi đi từ root-switch tới tất cả các switches khác.

Hãy xem ví dụ nhé.

Sw2 sẽ sử dụng port kết nối trực tiếp kết nối với sw1 là root port. Nó có bandwidth là 100Mb nên sẽ có cost là 19. Nó sẽ gửi BPDU với sw4 với giá trin root path cost là 19. Sw3 cũng nhận được BPDU từ sw1, sw3 cũng có thể tạm thời sử dụng port kết nối trực tiếp tới sw1 với bandwidth là 10Mb là root port. Những các bạn hãy để ý khi nó nhận đủ các gói tin BPDU nhé.

• Sw3 sẽ nhận BPDU trên đường 10Mb thì cost là 100, đường 1000Mb thì cost là 4. Nên sẽ cài đặt lại root port là interface kết nối đường 1000Mb.
• Sw3 sẽ chuyển tiếp gói tin BPDU tới sw4. Root path cost là 100.
• Sw4 nhận BPDU từ sw2 với root path cost là 19
• Sw4 nhận BPDU từ sw3 với root path cost là 100.
• Tới đây sw4 thấy cost từ sw2 sẽ nhỏ hơn cost sw3. vì thế nó chọn port kết nối tới sw2 là root port.
• Sw3 chuyển tiếp gói tin BPDU tới sw5 với patch cost là 42 (19+19+4)
• Sw4 chuyển tiếp gói tin BPDU tới sw5 với patch cost là 38 (19 + 19)
• Sw5 sẽ thêm cost của nó trên mỗi port vào thì tổng cost từ sw4 tới sw5 là 57, tổng cost từ sw3 tới sw5 là 142. Vì thế nó sẽ chọn port kết nối với sw4 là root port.

Đây là kết quả các bạn nhé.

Vậy nếu 2 đường có cost bằng nhau thì sao?

sw1 là root bridge, sw2 là non-root. Chúng ta có 2 links ở giữa giống nhau về tốc độ, băng thông. Nó sẽ giúp dự phòng như loops sẽ xuất hiện, vì vậy spanning-tree sẽ block 1 port trên sw2.

Sw2 sẽ nhận được BPDUs trên cả 2 cổng với cost là bằng nhau, vậy cổng nào sẽ bị block? Khi mà cost bằng nhau thì nó sẽ nhìn vào tham số port priority. Mặc định thì giá trị này bằng nhau trên mỗi interface, lúc này spanning-tree sẽ dựa vào port number. Port có số thấp hơn sẽ được chọn làm root port, port số cao hơn bị block. Đương nhiên để không phụ thuộc vào switch chúng ta có thể thay đổi tham số port priority, nhưng spanning-tree có sứ mệnh là ngăn chặn loop nên mặc định cứ khi chúng được bật lên thì tất cả phải hoạt động được mà không cần người quản trị cấu hình thêm. Đó là lý do thì dù trường hợp nào đi nữa spanning-tree cũng vẫn chặn được loop khi nó được bật trên switch.

Dưới dây chúng ta có 1 vài tổng hợp nhỏ mà các bạn cần nhớ.

• Lowest bridge ID: Switch có bridge ID nhỏ nhất sẽ được chọn làm root bridge.
• Lowest path cost to root bridge: Khi switch nhận được BPDUs nó sẽ lựa chọn port nào có cost thấp nhất tới root bridge để làm root port.
• Lowest sender port ID: Khi 2 switch kết nối với nhau bằng 2 đường truyền với mọi thông số giống nhau, nó sẽ sử dụng interface có số thấp hơn để chọn làm root port

Trân trọng!