Hướng dẫn cấu hình Spanning Tree trên Omada Controller

1. Giới thiệu

Spanning Tree Protocol (STP) là một giao thức lớp 2 (Layer 2) được sử dụng để ngăn chặn hiện tượng vòng lặp (Loop) trong mạng.

Như minh họa bên dưới, STP giúp:

• Chặn (Block) các cổng cụ thể trên Switch để xây dựng một cấu trúc mạng không có vòng lặp.
• Phát hiện các thay đổi về topology và tự động tạo lại một topology không có vòng lặp.

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) cung cấp cùng chức năng như STP nhưng có tốc độ hội tụ (Convergence) nhanh hơn đáng kể, vì vậy thường được khuyến nghị sử dụng hơn.

Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) cũng cung cấp khả năng hội tụ nhanh tương tự RSTP. Ngoài ra, MSTP cho phép ánh xạ các VLAN vào các cây Spanning Tree khác nhau (MST Instance). Nhờ đó, lưu lượng của các VLAN khác nhau có thể được truyền qua các đường đi riêng biệt, giúp thực hiện cân bằng tải (Load Balancing).

Rapid Per-VLAN Spanning Tree Plus (RPVST+) duy trì một cây Spanning Tree độc lập cho mỗi VLAN. Giao thức này sử dụng RSTP để hội tụ nhanh và tránh các vòng lặp Layer 2, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng đường truyền và khả năng khôi phục khi xảy ra sự cố trong môi trường nhiều VLAN. Ngoài ra, RPVST+ hoàn toàn tương thích với PVST và PVST+.

Các Switch quản lý của Omada hỗ trợ STP/RSTP/MSTP, và một số model còn hỗ trợ RPVST+. Bài viết này sẽ hướng dẫn cách cấu hình các giao thức này thông qua Omada Controller.

Lưu ý: Nếu không được nêu rõ, thuật ngữ STP trong các phần tiếp theo sẽ được dùng để chỉ chung cả STP và RSTP.

2. Yêu cầu

• Switch Omada (bao gồm các dòng Omada Campus Switch, Omada Aggregation Switch, Omada Access Max Switch, Omada Access Pro Switch, Omada Access Plus Switch và Omada Access Switch).
• Omada Controller (Omada Network Application / Hardware Controller / Omada Cloud-Based Controller) phiên bản V6.2.10 trở lên.

3. Cấu hình
   1. Cấu hình STP trên Omada Controller

Bước 1. Bật STP cho các thiết bị

Trên trang Devices, lần lượt nhấp vào từng Switch, sau đó truy cập:

Manage Device > Config > Services

Thiết lập Spanning Tree thành STP/RSTP và cấu hình các tham số khác theo nhu cầu.

Lưu ý: Loopback Detection và Spanning Tree có thể được bật đồng thời trên cùng một thiết bị, nhưng không thể được bật đồng thời trên cùng một cổng.

Cấu hình hàng loạt (Batch Configuration)

Ngoài cách cấu hình từng thiết bị, bạn cũng có thể cấu hình hàng loạt:

1. Nhấn Batch Action > Batch Config.

2. Chọn nhiều Switch cần cấu hình.

3. Nhấn Config để thực hiện cấu hình đồng thời.

Thiết lập Spanning Tree thành STP/RSTP và cấu hình các tham số cần thiết.

Sau khi hoàn tất, hãy cấu hình CIST Priority riêng cho những Switch cần tham gia quá trình bầu chọn Root Bridge theo thiết kế mạng của bạn.

Bước 2. Bật STP cho các cổng

Truy cập: Device Config > Switch > Switch Ports > Port Profile

Bạn có thể tạo một Profile mới bằng cách nhấn + Add Profile hoặc chỉnh sửa một Profile hiện có.

Thiết lập Loopback Control thành Spanning Tree.                      

STP Security

Loop Protect

• Các cổng có vai trò Root, Alternate hoặc Backup sẽ chuyển sang trạng thái Error-Disabled Blocking nếu không nhận được BPDU.
• Tự động khôi phục khi BPDU được nhận trở lại.
• Khuyến nghị bật trên các cổng Root, Alternate và Backup.

Root Protect

• Cổng sẽ chuyển sang trạng thái Error-Disabled Blocking khi nhận được BPDU ưu tiên cao hơn (Superior BPDU).
• Tự động khôi phục khi không còn nhận Superior BPDU.
• Khuyến nghị bật trên các cổng Designated.
• Không nên bật trên các cổng Root, Alternate hoặc Backup vì có thể khiến thiết bị mất khả năng quản lý.

TC Guard

• Khi được bật, cổng sẽ không xóa bảng địa chỉ MAC khi nhận được thông báo TC (Topology Change).

BPDU Protect

• Các Edge Port được cấu hình thủ công sẽ chuyển sang trạng thái Error-Disabled Blocking khi nhận được BPDU.
• Cần khôi phục thủ công để đưa cổng hoạt động trở lại.
• Khuyến nghị bật trên các Edge Port.

BPDU Filter

• Khi được bật, cổng sẽ không gửi và cũng không xử lý các gói BPDU.
• Điều này làm vô hiệu hóa cơ chế chống vòng lặp của STP.
• Chỉ nên sử dụng trên các cổng ở rìa mạng và không có nguy cơ tạo vòng lặp.
• Nếu bật trên các cổng Root, Alternate hoặc Backup có thể dẫn đến hiện tượng Broadcast Storm.

BPDU Forward

• Chức năng này chỉ có hiệu lực khi Spanning Tree đã bị vô hiệu hóa trên toàn bộ thiết bị.

Áp dụng Profile cho các cổng

1. Sau khi hoàn tất cấu hình Profile, truy cập Port Settings.

• Chỉnh sửa từng cổng riêng lẻ, hoặc
• Chọn nhiều cổng và nhấn Edit Selected.

2. Sau đó, gán Port Profile vừa tạo hoặc vừa chỉnh sửa cho các cổng đã chọn.

Bước 3. Kiểm tra trạng thái hoạt động (Operation Status)

Trên các Switch Omada, trạng thái cổng trong STP bao gồm Blocking, Learning, Forwarding và Disconnected, được giải thích như sau:

Có hai cách để xem trạng thái STP của các cổng trên Omada Controller:

Ø Phương pháp 1

Trên trang Devices, nhấp vào Switch cần kiểm tra. Các cổng đang bị chặn sẽ được hiển thị với trạng thái Blocking.

Ø Phương pháp 2

Truy cập: Device Config > Switch > Switch Ports > Port Settings. Chọn chế độ hiển thị STP, hệ thống sẽ liệt kê trạng thái STP của tất cả các cổng đang hoạt động trên Switch.

1. 2. Cấu hình MSTP trên Omada Controller

Phần này mô tả các bước cấu hình.

Bước 1 (Tùy chọn). Tạo nhiều VLAN

MSTP có thể chạy trong một mạng chỉ có một VLAN. Tuy nhiên, để minh họa tính năng của MSTP, chúng ta sẽ tạo một VLAN mới.

Truy cập:

Network Config > Network Settings > LAN > VLAN, sau đó nhấn +Add để tạo VLAN mới.

Đặt:

• Name: clients
• VLAN ID: 20

và cấu hình các tham số khác theo nhu cầu.

Sau đó, hệ thống sẽ có hai VLAN:

• Default (VLAN 1)
• clients (VLAN 20)

Bước 2. Bật MSTP cho thiết bị

Cấu hình tương tự như STP. Vui lòng tham khảo Bước 1 trong phần Configure STP on Omada Controller.

Đặt Spanning Tree thành MSTP, cấu hình CIST Priority là 4096, đặt Region Name là main, và cấu hình các tham số khác theo nhu cầu. Sau đó nhấn +Add để tạo một MSTP Instance.

Đặt cấu hình MSTP Instance ID là 1, Priority là 0, và VLAN ID là 20. Nhấn Apply để tạo MSTP Instance, sau đó nhấn Save để áp dụng cấu hình.

Lưu ý: VLAN ID có thể bao gồm nhiều giá trị. Ví dụ: 1,3,4-7,11-30.

Tiếp theo, cấu hình một switch Omada khác với gần như cùng các thiết lập, chỉ khác:

• CIST Priority đặt là 0
• Priority của MSTP Instance 1 đặt là 4096

Lưu ý: Các VLAN không được gán vào bất kỳ Instance ID nào sẽ được ánh xạ vào CIST instance. Trong bài viết này, Default (VLAN 1) không được gán vào instance nào nên sẽ được ánh xạ vào CIST instance.

Bước 3. Bật MSTP cho các cổng

Đường dẫn cấu hình giống như STP. Vui lòng tham khảo Bước 2 trong phần Configure STP on Omada Controller.

Bạn có thể bật Instance/VLAN Priority để cấu hình riêng giá trị Priority và Path Cost của từng cổng cho từng instance.

Lưu ý: Nếu không bật Instance/VLAN Priority, hoặc chỉ cấu hình một số instance với Priority và Path Cost riêng cho từng cổng, các instance còn lại sẽ sử dụng giá trị mặc định.

Bước 4. Kiểm tra trạng thái hoạt động

Bạn có thể sử dụng phương pháp giống như STP để xem trạng thái hoạt động của CIST instance. Vui lòng tham khảo Bước 3 trong phần Configure STP on Omada Controller.

Để xem trạng thái hoạt động của các instance khác trong MSTP, hãy truy cập trang cấu hình MSTP và nhấn biểu tượng hình con mắt (eye icon) trong cột Action tương ứng với từng instance.

1. 3. Cấu hình RPVST trên Omada Controller

Bước 1 (Tùy chọn). Tạo nhiều VLAN

RPVST có thể hoạt động trong một mạng chỉ có một VLAN. Tuy nhiên, để minh họa tính năng của RPVST, chúng ta sẽ tạo một VLAN mới.

Vui lòng tham khảo Bước 1 trong phần Configure MSTP on Omada Controller.

Bước 2. Bật RPVST cho thiết bị

Đường dẫn cấu hình giống như STP. Vui lòng tham khảo Bước 1 trong phần Configure STP on Omada Controller.

Đặt Spanning Tree thành RPVST, cấu hình Priority của VLAN 1 và VLAN 20, và các tham số khác theo nhu cầu. Sau đó nhấn Save để áp dụng cấu hình.

Lưu ý: RPVST chỉ được hỗ trợ trên các dòng S6500 series, S7500-26XFY và S7500-24Y4C, và yêu cầu firmware khuyến nghị cho Omada Controller V6.2.10 trở lên.

Cấu hình trên switch Omada khác

Cấu hình gần như tương tự, chỉ khác:

• Priority của VLAN 1: đặt là 0
• Priority của VLAN 20: đặt là 4096

Lưu ý: Khi các switch Omada khác trong mạng đang chạy STP/RSTP/MSTP, cần đảm bảo các switch Omada được bật RPVST sử dụng độ ưu tiên cao hơn cho VLAN 1, tức là giá trị Priority nhỏ hơn về mặt số học.

Bước 3. Bật RPVST cho các cổng

Đường dẫn cấu hình giống như STP. Vui lòng tham khảo Bước 2 trong phần Configure STP on Omada Controller.

Bạn có thể bật Instance/VLAN Priority để cấu hình riêng giá trị Priority và Path Cost của từng cổng cho từng VLAN.

Lưu ý: Nếu không bật Instance/VLAN Priority, hoặc chỉ một số VLAN được cấu hình Priority và Path Cost riêng cho từng cổng, các VLAN còn lại sẽ sử dụng giá trị mặc định.

Bước 4. Kiểm tra trạng thái hoạt động

Bạn có thể nhấn biểu tượng hình con mắt (eye icon) trong cột Action của từng VLAN để xem trạng thái hoạt động của từng VLAN instance trong trang cấu hình RPVST.

Lưu ý: Chỉ các VLAN có bật Status mới hỗ trợ xem trạng thái bằng biểu tượng eye icon. Khi Status bị tắt, VLAN sẽ được ánh xạ vào instance 0. Bạn có thể sử dụng cách tương tự như STP để xem trạng thái hoạt động của instance 0, vui lòng tham khảo Bước 3 trong phần Configure STP on Omada Controller.
Hành vi của instance 0 vui lòng tham khảo phần QA.

4. Kết luận

Bằng cách thực hiện theo các bước trong phần Configuration, bạn có thể cấu hình Spanning Tree để ngăn chặn vòng lặp trong mạng.

Để tìm hiểu thêm chi tiết về từng tính năng và cách cấu hình, vui lòng truy cập Download Center để tải xuống tài liệu hướng dẫn sử dụng (Manual) của sản phẩm tương ứng.

5. Hỏi đáp (QA)

Q1: RPVST hoạt động như thế nào?

A1: RPVST tương tự như MSTP ở chỗ ánh xạ VLAN vào các instance và tính toán spanning tree cho từng instance. Tuy nhiên, khác với MSTP, việc ánh xạ instance trong RPVST được thực hiện tự động.

Khi chuyển chế độ hoặc bật lại RPVST, các VLAN sẽ được ánh xạ vào các instance có sẵn theo thứ tự tăng dần của VLAN ID, cho đến khi đạt số lượng instance tối đa. Các VLAN còn lại sẽ được ánh xạ vào instance 0.

Khi tạo VLAN mới, nếu còn instance trống, VLAN đó sẽ được gán vào instance trống đầu tiên. Nếu không còn instance nào khả dụng, VLAN sẽ được gán vào instance 0. Một khi VLAN đã được gán vào instance 0, ánh xạ này sẽ không thay đổi.

Q2: Priority có tác dụng như thế nào đối với các VLAN vượt quá giới hạn instance trong RPVST?

A2: Đối với các VLAN vượt quá giới hạn instance, giá trị priority đã cấu hình sẽ không có hiệu lực. Các VLAN này sẽ chạy trên instance 0, trong đó priority luôn có giá trị cố định là 32768.