Giao thức STP được sử dụng ngăn chặn các vòng lặp trong mạng. Nó hoạt động bằng cách xác định đường dẫn ngắn nhất và duy nhất từ các Switch không phải Root đến Switch Root bằng gói tin BPDU. Gói tin này chứa thông tin quan trọng – chi phí đường dẫn STP hay chi phí từ đường tới Root Switch để giúp xác định được đường đi ngắn nhất. Trong bài viết hôm nay, ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết cách tính toán chi phí đường dẫn trong giao thức STP. Khi có nhiều đường dẫn Fast Ethernet, Gigabit Ethernet thì cách tính chi phí ra sao?
Cách tính chi phí đường dẫn trong STP
Khi Root Switch được chọn, STA sẽ bắt đầu xác định đường dẫn ngắn nhất đến Root Switch. Switch sẽ gửi gói tin BPDU chứa thông tin chi phí đường dẫn gốc. Nó là chi phí đường dẫn từ Switch đến Root Bridge và tính bằng tổng các chi phí cổng riêng lẻ trên đường đi từ Switch tới Root Bridge. Khi Switch nhận được gói tin BPDU, nó cộng chi phí cổng của nó với phân đoạn mạng vào để xác định đường dẫn gốc tới Rootbridge của nó. Tiếp đến nó lại gửi gói tin BPDU dưới dạng tin Broadcast để gửi tới các Switch lân cận.
Chẳng hạn như hình ảnh sơ đồ mạng dưới đây:
Trong sơ đồ trên, SW4 có 3 đường dẫn để tới SW1 gồm:
- SW4 – SW2 – SW1
- SW4 – SW3 – SW1
- SW4 – SW5 – SW3 – SW1
Do đó ta sẽ cần phải tính toán chi phí đường dẫn từ SW4 đến Root theo 3 đường dẫn trên và so sánh để tìm ra được giá trị tốt nhất. Chi phí đường dẫn tỷ lệ nghịch với băng thông của đường dẫn và do đó đường dẫn có giá trị chi phí đường dẫn thấp nhất được coi là hiệu quả hơn đường dẫn có giá trị đường dẫn cao.
Chi phí cổng mặc định được xác định bằng tốc độ hoạt động của cổng:
| Tốc độ cổng | Chi phí đường dẫn |
| 10 Mbps | 100 |
| 100 Mbps | 19 |
| 1000 Mbps | 4 |
| 10 Gbps | 2 |
Lưu ý:
Ban đầu các thông số kỹ thuật IEEE không tính các liên kết có tốc độ nhanh hơn 1 Gbps nên quy định chi phí đường dẫn được quy định như sau: 1 Gbps có chi phí cổng là 1, 100 Mbps có chi phí cổng là 10, 100 Mbps có chi phí cổng 100. Bất kỳ liên kết nào nhanh hơn 1 Gbps sẽ đều có giá trị như cổng 1Gbps (tức là chi phí cổng là 1).
Các dòng thiết bị chuyển mạch như Switch Catalyst 4500 và 6500 hỗ trợ các chi phí cổng cao hơn. Cụ thể như sau:
| Tốc độ cổng | Chi phí đường dẫn |
| 10 Gbps | 2000 |
| 100 Gbps | 200 |
| 1 Tbps | 20 |
Các công nghệ Ethernet phát triển, giá trị cổng có thể thay đổi với các tốc độ khác nhau. Mặc dù các cổng chuyển đổi có chi phí cổng mặc định nhưng ta cũng có thể cấu hình đặt giá trị chi phí cho các cổng. Để cấu hình chi phí qua cổng ta sẽ thực hiện lệnh như sau:
S2(config)# interface f0/1
S2(config-if)# spanning-tree cost 25
S2(config-if)# end
Lệnh trên đặt cấu hình chi phí cho cổng F0/1 của SW2 thành 25. Trong trường hợp ta muốn xóa chi phí đã đặt cho cổng, ta sử dụng lệnh sau:
S2(config)# interface f0/1
S2(config-if)# no spanning-tree cost
S2(config-if)# end
S2#
Ví dụ tính chi phí đường dẫn trong STP
Ta đã hiểu cách để tính chi phí đường dẫn STP như thế nào? Giờ hãy cùng đi vào một ví dụ chi tiết như sơ đồ dưới đây:
Bây giờ ta sẽ đi tính chi phí đường dẫn của SW4 đến SW1 (Switch Root) trong mạng. Biết rằng chi phí trên các đường liên kết như sau:
| Liên kết | Băng thông | Chi phí đường dẫn |
| 1 | 10 Mbps | 100 |
| 2 | 100 Mbps | 19 |
| 3 | 10 Mbps | 100 |
| 4 | 10 Mbps | 100 |
Nhìn vào sơ đồ ta thấy rằng có 2 đường dẫn từ SW4 đến SW1 như sau:
- Đường dẫn 1 (SW4 – SW2 – SW1): chi phí đường dẫn bằng tổng chi phí Link 1 và Link 3. Tức là bằng 100 + 100 = 200
- Đường dẫn 2 (Sw4 – SW3 – SW1): chí đường dẫn bằng tổng chi phí Link 2 và Link 4. Tức là bằng 19 + 100 = 119
Vì có chí đường dẫn nhỏ hơn (119 < 200) nên đường dẫn 2 sẽ được chọn làm đường dẫn ngắn nhất tới Root Switch. Để kiểm tra chi phí Root Bridge và Port ta có thể sử dụng lệnh kiểm tra như sau:
S2# show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 24577
Address 000A.0033.0033
Cost 19
Port 1
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 000A.0011.1111
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 15 sec
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- ------------------------
Fa0/1 Root FWD 19 128.1 Edge P2p
Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 Edge P2p
Kết quả ở trên cho thấy rằng BID gốc là 24577.000A0033003 và chi phí đường dẫn là 19, cổng là 1.
Mong rằng qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn chi tiết nhất về cách tính toán chi phí đường dẫn để hiểu về cách giao thức STP hoạt động như thế nào?
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!
