STP Spanning Tree Protocol คืออะไร ป้องกัน Loop

เคยไหม? ที่เครือข่ายของคุณเกิดอาการหน่วง ช้า อืด ราวกับมีใครแอบดู YouTube ความละเอียด 4K อยู่ตลอดเวลา ทั้งๆ ที่ทุกคนในออฟฟิศกำลังตั้งหน้าตั้งตาทำงานกันอย่างขะมักเขม้น ปัญหาเหล่านี้อาจมีสาเหตุมาจากสิ่งที่เรียกว่า “Loop” ในเครือข่ายของคุณ ซึ่งเป็นเหมือน “หลุมดำ” ที่กลืนกิน Bandwidth และทำให้ระบบเครือข่ายล่มได้ แต่ไม่ต้องกังวล! เพราะวันนี้เราจะมาเจาะลึกถึงพระเอกขี่ม้าขาวที่จะมาช่วยกอบกู้สถานการณ์ นั่นก็คือ STP (Spanning Tree Protocol) นั่นเอง

STP Spanning Tree Protocol คืออะไร ป้องกัน Loop ได้อย่างไร?

STP (Spanning Tree Protocol) คือโปรโตคอลที่ถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันการเกิด Loop ในเครือข่าย Layer 2 (Data Link Layer) โดยเฉพาะ Ethernet Network Loop เกิดขึ้นเมื่อมีหลายเส้นทางระหว่างสองอุปกรณ์ในเครือข่าย ทำให้ข้อมูลสามารถเดินทางวนไปมาอย่างไม่สิ้นสุด ส่งผลให้เกิด Broadcast Storm ที่จะทำให้ Bandwidth หมดไปอย่างรวดเร็ว และระบบเครือข่ายล่มในที่สุด

ลองจินตนาการว่าคุณกำลังขับรถอยู่บนถนน แล้วมีหลายเส้นทางที่เชื่อมต่อระหว่างจุด A และจุด B แต่ละเส้นทางก็มีรถวิ่งวนไปมาไม่หยุดหย่อน สุดท้ายก็จะเกิดรถติดอย่างหนักจนไม่สามารถเดินทางได้ STP ก็เหมือนกับระบบจัดการจราจรที่จะเข้ามาควบคุมและเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดเพียงเส้นทางเดียว เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดรถติดหรือ Loop นั่นเอง

หลักการทำงานของ STP

STP ทำงานโดยการสร้าง Logical Topology ที่ปราศจาก Loop บน Physical Topology ที่อาจมีเส้นทางซ้ำซ้อน โดยหลักการทำงานพื้นฐานของ STP มีดังนี้:

1. Root Bridge Election: อุปกรณ์ Switch ทุกตัวในเครือข่ายจะทำการเลือก Switch ที่เหมาะสมที่สุดให้เป็น Root Bridge ซึ่งเป็นจุดศูนย์กลางของ Spanning Tree Algorithm โดย Switch ที่มี Bridge ID (BID) ต่ำที่สุดจะได้รับเลือกเป็น Root Bridge BID ประกอบด้วย Priority และ MAC Address โดยค่า Priority สามารถปรับแต่งได้
2. Path Cost Calculation: Switch แต่ละตัวจะคำนวณ Cost ของแต่ละเส้นทางที่จะไปยัง Root Bridge โดย Cost จะขึ้นอยู่กับ Bandwidth ของแต่ละ Link เช่น Link ที่มี Bandwidth สูง จะมี Cost ต่ำ
3. Designated Port Selection: Switch แต่ละตัวจะเลือก Port ที่มี Cost ต่ำที่สุดไปยัง Root Bridge ให้เป็น Designated Port ซึ่งเป็น Port ที่ใช้ในการส่งต่อข้อมูล
4. Root Port Selection: Switch ที่ไม่ใช่ Root Bridge จะเลือก Port ที่มี Cost ต่ำที่สุดไปยัง Root Bridge ให้เป็น Root Port ซึ่งเป็น Port ที่ใช้ในการรับข้อมูลจาก Root Bridge
5. Blocking Ports: Port ที่ไม่ได้ถูกเลือกให้เป็น Designated Port หรือ Root Port จะถูก Block เพื่อป้องกันการเกิด Loop

เมื่อ STP ทำงานเสร็จสิ้น จะมีเพียงเส้นทางเดียวระหว่างอุปกรณ์ใดๆ ในเครือข่ายไปยัง Root Bridge ทำให้ข้อมูลสามารถเดินทางได้อย่างราบรื่นโดยไม่มีการวน Loop

💡 บทความที่เกี่ยวข้อง: เทคนิคเทรดทอง XAUUSD

Protocol ที่เกี่ยวข้องกับ STP

STP มีหลายเวอร์ชัน แต่ละเวอร์ชันก็มีข้อดีข้อเสียแตกต่างกันไป ดังนี้:

• STP (802.1D): เป็นเวอร์ชันแรกของ STP ทำงานได้ดี แต่มีข้อจำกัดคือ Convergence Time ค่อนข้างนาน (30-50 วินาที) ทำให้เครือข่ายอาจหยุดชะงักเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง Topology
• RSTP (802.1w): เป็นเวอร์ชันที่ปรับปรุงจาก STP ให้มี Convergence Time ที่รวดเร็วขึ้น (1-10 วินาที) และรองรับการทำงานแบบ Point-to-Point
• MSTP (802.1s): เป็นเวอร์ชันที่รองรับ VLANs หลายตัว ทำให้สามารถสร้าง Spanning Tree Instance แยกกันสำหรับแต่ละ VLAN ได้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นในการจัดการเครือข่าย

ตัวอย่างการใช้งาน STP ในเครือข่ายจริง

ลองพิจารณาเครือข่ายที่มี Switch 3 ตัว (Switch A, Switch B, และ Switch C) เชื่อมต่อกันดังรูป:


Switch A --- Switch B
| |
------------
Switch C


ถ้าไม่มี STP ข้อมูลที่ส่งจาก Switch A ไปยัง Switch C อาจเดินทางผ่าน Switch B และกลับมายัง Switch A อีกครั้ง ทำให้เกิด Loop แต่เมื่อเปิดใช้งาน STP Switch จะทำการเลือก Root Bridge สมมติว่าเป็น Switch A จากนั้น Switch B และ Switch C จะคำนวณ Cost ของแต่ละเส้นทางไปยัง Switch A และเลือก Root Port และ Designated Port ที่เหมาะสม ผลลัพธ์ที่ได้คือ Port บาง Port จะถูก Block เพื่อป้องกันการเกิด Loop

ในกรณีนี้ สมมติว่า STP ตัดสินใจ Block Port ระหว่าง Switch B และ Switch C ข้อมูลที่ส่งจาก Switch A ไปยัง Switch C จะเดินทางผ่าน Switch A -> Switch C เท่านั้น ทำให้ไม่มีการวน Loop

การตั้งค่า STP บนอุปกรณ์ Switch

การตั้งค่า STP บนอุปกรณ์ Switch โดยทั่วไปจะทำผ่าน Command Line Interface (CLI) หรือ Web Interface โดยคำสั่งพื้นฐานที่ใช้ในการตั้งค่า STP มีดังนี้:

• Enable STP: spanning-tree mode stp หรือ spanning-tree mode rstp หรือ spanning-tree mode mst
• Set Root Bridge: spanning-tree vlan 1 root primary (สำหรับ VLAN 1)
• Set Priority: spanning-tree vlan 1 priority 4096 (ค่า Priority เริ่มต้นคือ 32768 ยิ่งค่าน้อยยิ่งมีโอกาสเป็น Root Bridge)
• Enable Portfast: spanning-tree portfast (ใช้สำหรับ Port ที่เชื่อมต่อกับ End Device เช่น คอมพิวเตอร์ เพื่อลด Convergence Time)

ตัวอย่างการตั้งค่า STP บน Cisco Switch:

Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# spanning-tree mode rstp
Switch(config)# spanning-tree vlan 1 root primary
Switch(config)# interface fastEthernet 0/1
Switch(config-if)# spanning-tree portfast
Switch(config-if)# end
Switch# show spanning-tree vlan 1

เปรียบเทียบ STP, RSTP, และ MSTP

ข้อควรระวังในการใช้งาน STP

• Configuration Error: การตั้งค่า STP ที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิด Loop หรือทำให้เครือข่ายไม่สามารถทำงานได้
• Hardware Failure: อุปกรณ์ Switch ที่มีปัญหาอาจทำให้ STP ทำงานผิดพลาดและเกิด Loop
• Topology Changes: การเปลี่ยนแปลง Topology ของเครือข่ายอาจทำให้ STP ต้องคำนวณ Spanning Tree ใหม่ ซึ่งอาจทำให้เกิดการหยุดชะงักของเครือข่ายชั่วคราว
• Over-Reliance on STP: ไม่ควรพึ่งพา STP เพียงอย่างเดียวในการป้องกัน Loop ควรมีการออกแบบเครือข่ายที่ดีและมีการจัดการสายเคเบิลอย่างเหมาะสม

สรุป

STP Spanning Tree Protocol คืออะไร ป้องกัน Loop ได้อย่างไร? สรุปคือ STP เป็นโปรโตคอลที่สำคัญอย่างยิ่งในการรักษาเสถียรภาพของเครือข่าย Ethernet โดยการป้องกันการเกิด Loop ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหา Broadcast Storm และทำให้เครือข่ายล่มได้ การทำความเข้าใจหลักการทำงานของ STP และการตั้งค่า STP อย่างถูกต้องจะช่วยให้คุณสามารถสร้างเครือข่ายที่เสถียรและมีประสิทธิภาพได้

อย่างไรก็ตาม STP ไม่ใช่ยาวิเศษที่แก้ได้ทุกปัญหา การออกแบบเครือข่ายที่ดี การเลือกใช้อุปกรณ์ที่เหมาะสม และการจัดการสายเคเบิลอย่างเป็นระเบียบก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน ลองนำความรู้ที่ได้จากบทความนี้ไปประยุกต์ใช้กับเครือข่ายของคุณ แล้วคุณจะพบว่าเครือข่ายของคุณทำงานได้ราบรื่นและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นแน่นอน

📖 อ่านเพิ่มเติม: Forex สำหรับมือใหม่