Để giảm thời gian trễ trong giao thức Spanning Tree, Cisco phát triển 3 tính năng: PortFast, UplinkFast và Backbone Fast. Trong bài viết trước ta đã tìm hiểu 2 tính năng PortFast và UplinkFast, hôm nay ta sẽ đi tìm hiểu nốt về tính năng Backbone Fast để hiểu rõ cách nó hoạt động, cấu hình và phân biệt nó với UplinkFast.
Tổng quan về Backbone Fast
Tính năng Backbone Fast là một phần của các giao thức Spanning Tree Protocol (STP) được phát triển bởi Cisco Systems để cải thiện thời gian hồi phục của mạng trong trường hợp có sự cố xảy ra. Backbone Fast được thiết kế để loại bỏ thời gian đợi của quá trình tính toán lại STP khi có sự cố xảy ra trên các kết nối trực tiếp với mạng backbone.
Khi có sự cố xảy ra trên một cổng trực tiếp kết nối với mạng backbone, tính năng này được tự động kích hoạt trên cổng đó. Backbone Fast cho phép các cổng trực tiếp kết nối với mạng backbone bỏ qua quá trình tính toán lại STP, giúp tiết kiệm thời gian và nhanh chóng chuyển đổi sang trạng thái forwarding.
Tính năng này được hỗ trợ trên các dòng Switch Cisco sau:
- Catalyst 2960
- Catalyst 3560
- Catalyst 3750
- Catalyst 4500
- Catalyst 4900
- Catalyst 6500
Backbone fast không được hỗ trợ trên các thiết bị chuyển mạch Catalyst 2900XL và 3500X
Hiểu rõ Backbone Fast trong STP
Backbone Fast được sử dụng để phục hồi khi có lỗi liên kết gián tiếp. Thế nào là liên kết gián tiếp? Hãy xem hình ảnh dưới đây:
Trong mạng trên ta có 3 Switch kết nối với nhau và đặt SW1 làm Root, giao diện Fa0/16 trên SW3 bị chặn. Lúc này nếu liên kết giữa SW1 và SW2 bị lỗi thì với SW3 nó sẽ coi đây là một lỗi gián tiếp. Ta có thể “lỗi liên kết gián tiếp” (indirect link failure) được định nghĩa là một loại sự cố mạng xảy ra khi một kết nối trung gian trong mạng bị mất hoặc gặp sự cố, dẫn đến mất kết nối giữa các thiết bị mạng. Cụ thể, nó liên quan đến việc mất kết nối đến một switch hoặc bridge không phải là root bridge trong STP.
Vậy lúc này, STP sẽ phản ứng như thế nào?
- SW2 phát hiện lỗi liên kết và vì nó không nhận được gói tin BPDU từ Root nên nó coi mình là Root mới và gửi gói tin BPDU tới SW3.
- SW3 nhận được gói tin BPDU từ SW2 nhưng so sánh với BPDU cũ được lưu trữ trên giao điện Fa0/16 thấy rằng gói tin BPDU từ SW2 kém hơn. Do đó, SW3 sẽ bỏ qua gói tin BPDU.
- Khi một Switch nhận được gói tin BPDU kém hơn thì tức là Switch lân cận đã bị mất kết nối với Root Bridge. Tức là SW3 biết SW2 đã bị mất kết nối với Root.
- Sau khi bộ đếm thời gian mặc định hết (20 giây), bộ đếm thời gian tối đa sẽ hết hạn đối với BPDU cũ trên cổng Fa0/16 của SW3. Giao diện cổng sẽ chuyển từ trạng thái Blocking sang trạng thái Listening và gửi BPDU tới SW2.
- SW2 nhận được SW3 và biết mình không phải Root nên sẽ không gửi BPDU tới SW3 nữa.
- Giao diện Fa0/16 trên SW3 tiếp tục chuyển từ trạng thái Listening (15 giây) sang trạng thái Learning (15 giây) và kết thúc ở trạng thái Forwarding.
Kết nối hiện đã được khôi phục nhưng phải mất 20 giây để bộ đếm thời gian tối đa hết hạn, 15 giây cho trạng thái nghe và 15 giây nữa cho trạng thái học trước khi chúng tôi chuyển sang trạng thái chuyển tiếp. Tổng cộng có 50 giây ngừng hoạt động.
Tính năng Backbone Fast sẽ giảm thời gian trễ này từ 50 giây xuống 30 giây bằng cách bật tính năng này trên tất cả SW1, SW2 và SW3 để bộ đếm thời gian nhanh tối đa được bỏ qua (tiết kiệm 20 giây).
Cách cấu hình Backbone Fast
Lưu ý khi cấu hình:
- Backbone Fast phải được bật trên tất cả Switch trong mạng.
- Không triển khai Backbone Fast trên các Switch Cisco dòng XL cấu trúc theo kiểu chuỗi vòng.
- Không cần cấu hình Backbone Fast khi dùng RSTP hoặc IEEE 802.1W vì tính năng này được tự động tích hợp sẵn trong RSTP.
1. Lệnh cấu hình với thiết bị CatOS
Sử dụng cho Swich Catalyst 4000, 5000 và 6000 chạy CatOS. Ta bật tính năng Backbone Fast bằng lệnh sau:
Console> (enable) set spantree backbonefast enable
Backbonefast enabled for all VLANs
2. Lệnh cấu hình với thiết bị Cisco IOS
Sử dụng cho các thiết bị chuyển mạch Catalyst chạy bằng phần mềm Cisco IOS. Ta sử dụng lệnh cấu hình sau để bật Backbone Fast trên tất cả các giao diện:
CAT-IOS# configure terminal
CAT-IOS(config)# spanning-tree backbonefast
CAT-IOS(config)# end
CAT-IOS#
So sánh UplinkFast và Backbone Fast
Rất nhiều người khi tìm hiểu về UplinkFast và Backbone Fast đều không thể phận biệt chúng và thấy rằng 2 tính năng này tương tự như sau? Họ không biết cách nên dùng tính năng nào với mạng của mình?
Về tác dụng thì cả UplinkFast và Backbone Fast đều được sử dụng để giảm thời gian hội tụ của giao thức STP. Tuy nhiên chúng có nhiều điểm khác nhau:
- UplinkFast dùng để kích hoạt cổng bị chặn khi liên kết cổng gốc bị lỗi. Trong khi, Backbone Fast được bật khi Switch không có cổng bị chặn và cổng gốc nhận được gói tin BPDU kém hơn.
Ta cần lưu ý vấn đề sau: không kích hoạt Backbone Fast trong môi trường hỗn hợp. Đó là nếu bất kỳ thiết bị chuyển mạch nào có thể tham gia vào các đường dẫn dự phòng trong cây bao trùm không thể kích hoạt đường trục nhanh, ví dụ như các thiết bị chuyển mạch 2900.3500 hoặc không phải của Cisco, thì Backbone Fast không được bật trên bất kỳ thiết bị chuyển mạch nào.
Sự khác biệt cơ bản là uplinkfast chỉ cho phép chuyển đổi dự phòng nhanh chóng các liên kết được kết nối (tức là các cổng bị chặn) trong khi đó, backbone fast loại bỏ tính năng có thể phát hiện các thay đổi cấu trúc liên kết do lỗi liên kết gián tiếp.
Mong rằng qua bài viết này bạn đã hiểu rõ và chi tiết về tính năng Backbone Fast!
Thông Tin Về Tác Giả
Nguyễn Thành Hợp là một chuyên gia về lĩnh vực thiết bị mạng, viễn thông gần 10 năm kinh nghiệm với nhiều chứng chỉ chất lượng như CCNA 200-301, CCNP, CCDA, CCDP,... do Cisco cung cấp. Sở thích cá nhân là khám phá những kiến thức mới mẻ về công nghệ nói chung và đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực mạng!
