RSTP və xüsusi Genişləndirilmiş Ring Redundancy protokollarının tətbiqi təfərrüatları

İnternetdə RSTP protokolu haqqında çoxlu material tapa bilərsiniz. Bu yazıda mən RSTP protokolunu mülkiyyət protokolu ilə müqayisə etməyi təklif edirəm Feniks Əlaqə – Genişləndirilmiş Üzük ehtiyatı.

RSTP Tətbiq Təfərrüatları

Baxış

Konvergensiya vaxtı – 1-10 s
Mümkün topologiyalar - hər hansı

RSTP-nin yalnız açarların bir halqaya qoşulmasına imkan verdiyinə inanılır:

Lakin RSTP açarları istədiyiniz şəkildə birləşdirməyə imkan verir. Məsələn, RSTP bu topologiyanı idarə edə bilər.

Əməliyyat prinsipi

RSTP istənilən topologiyanı ağaca endirir. Keçidlərdən biri topologiyanın mərkəzinə - kök keçidinə çevrilir. Kök keçidi ən çox məlumatı özü vasitəsilə daşıyır.

RSTP-nin iş prinsipi aşağıdakı kimidir:

1. açarlara enerji verilir;
2. kök keçid seçildi;
3. qalan keçidlər kök keçidinə ən sürətli yolu müəyyən edir;
4. qalan kanallar bloklanır və ehtiyata çevrilir.

Kök keçidinin seçilməsi

RSTP mübadiləsi BPDU paketləri ilə keçidlər. BPDU RSTP məlumatını ehtiva edən xidmət paketidir. BPDU iki növdə gəlir:

• BPDU konfiqurasiyası.
• Topologiya Dəyişikliyi Bildirişi.

BPDU konfiqurasiyası topologiyanı qurmaq üçün istifadə olunur. Yalnız kök keçid onu göndərir. BPDU konfiqurasiyasına daxildir:

• göndərici ID (körpü ID);
• Root Bridge ID;
• bu paketin göndərildiyi portun identifikatoru (Port ID);
• kök keçidə gedən marşrutun dəyəri (Root Path Cost).

İstənilən keçid Topologiya Dəyişikliyi Bildirişi göndərə bilər. Onlar topologiya dəyişdikdə göndərilir.

Yandırıldıqdan sonra bütün açarlar özlərini kök açarları hesab edirlər. BPDU paketlərini ötürməyə başlayırlar. Bir keçid özündən daha aşağı Bridge ID-yə malik BPDU qəbul edən kimi, o, artıq özünü kök keçid hesab etmir.

Bridge ID iki dəyərdən ibarətdir - MAC ünvanı və Bridge Priority. MAC ünvanını dəyişə bilmərik. Körpü Prioriteti defolt olaraq 32768-dir. Əgər Körpü Prioritetini dəyişməsəniz, ən aşağı MAC ünvanı olan keçid kök keçid olacaq. Ən kiçik MAC ünvanı olan keçid ən köhnədir və ən yüksək performanslı olmaya bilər. Topologiyanızın kök keçidini əl ilə təyin etməyiniz tövsiyə olunur. Bunu etmək üçün kök keçidində kiçik bir Körpü Prioritetini (məsələn, 0) konfiqurasiya etməlisiniz. Siz həmçinin bir az daha yüksək Bridge Priority (məsələn, 4096) verməklə ehtiyat kök keçidini təyin edə bilərsiniz.

Kök keçidinə gedən yolun seçilməsi

Kök keçid BPDU paketlərini bütün aktiv portlara göndərir. BPDU-da Path Cost sahəsi var. Yol dəyəri yolun dəyərini bildirir. Yolun qiyməti nə qədər yüksək olarsa, paketin ötürülməsi üçün bir o qədər çox vaxt lazımdır. BPDU bir limandan keçdikdə, Path Cost sahəsinə xərc əlavə olunur. Əlavə edilmiş nömrə Port Xərcləri adlanır.

BPDU portdan keçdikdə Yol Qiymətinə müəyyən dəyər əlavə edir. Əlavə edən dəyər port dəyəri adlanır və ya əl ilə, ya da avtomatik olaraq müəyyən edilə bilər. Liman qiyməti əl ilə və ya avtomatik olaraq müəyyən edilə bilər.

Kök olmayan keçidin kökə bir neçə alternativ yolu olduqda, ən sürətli olanı seçir. Bu yolların Yol Qiymətini müqayisə edir. BPDU-nun ən aşağı Yol Qiyməti ilə gəldiyi liman Kök Port olur.

Avtomatik olaraq təyin olunan portların xərclərini cədvəldə görmək olar:

Port Baud dərəcəsi
Liman dəyəri

10 Mb/s
2 000 000

100 Mb/s
200 000

1 Gb / s
20 000

10 Gb / s
2 000

Liman rolları və statusları

Switch portlarının bir neçə statusu və port rolu var.

Port statusları (STP üçün):

• Əlil - qeyri-aktiv.
• Bloklama – BPDU-ya qulaq asır, lakin ötürmür. Məlumat ötürmür.
• Dinləmə – BPDU-nu dinləyir və ötürür. Məlumat ötürmür.
• Öyrənmə – BPDU-nu dinləyir və ötürür. Məlumatların ötürülməsinə hazırlaşır - MAC ünvan cədvəlini doldurur.
• Yönləndirmə – məlumatı yönləndirir, BPDU-nu dinləyir və ötürür.

STP yaxınlaşma müddəti 30-50 saniyədir. Anahtarı yandırdıqdan sonra bütün portlar bütün statuslardan keçir. Port hər bir statusda bir neçə saniyə qalır. Bu iş prinsipi STP-nin belə uzun yaxınlaşma müddətinə malik olmasıdır. RSTP daha az port vəziyyətinə malikdir.

Port statusları (RSTP üçün):

• Silinmə - qeyri-aktiv.
• Discarding – BPDU-ya qulaq asır, lakin ötürmür. Məlumat ötürmür.
• Discarding – BPDU-nu dinləyir və ötürür. Məlumat ötürmür.
• Öyrənmə – BPDU-nu dinləyir və ötürür. Məlumatların ötürülməsinə hazırlaşır - MAC ünvan cədvəlini doldurur.
• Yönləndirmə – məlumatı yönləndirir, BPDU-nu dinləyir və ötürür.
• RSTP-də Əlil, Bloklama və Dinləmə statusları bir yerdə birləşir - Silinir.

Port rolları:

• Kök port - məlumatların ötürüldüyü port. Kök keçidinə ən sürətli yol kimi xidmət edir.
• Təyin edilmiş port - məlumatların ötürüldüyü port. Hər bir LAN seqmenti üçün müəyyən edilmişdir.
• Alternativ port – məlumatların ötürülmədiyi port. Kök keçidinə alternativ yoldur.
• Yedek port - məlumatların ötürülmədiyi port. Bu, bir RSTP ilə aktivləşdirilmiş portun artıq qoşulduğu seqment üçün ehtiyat yoldur. İki keçid kanalı bir seqmentə (oxu mərkəzinə) qoşulduqda ehtiyat port istifadə olunur.
• Disabled port – RSTP bu portda deaktiv edilib.

Kök Port seçimi yuxarıda təsvir edilmişdir. Təyin edilmiş port necə seçilir?

Əvvəlcə LAN seqmentinin nə olduğunu müəyyən edək. LAN seqmenti toqquşma sahəsidir. Bir keçid və ya marşrutlaşdırıcı üçün hər bir port ayrı bir toqquşma domeni təşkil edir. LAN seqmenti açarlar və ya marşrutlaşdırıcılar arasında bir kanaldır. Biz hub haqqında danışırıqsa, onda hub eyni toqquşma domenində bütün portlara malikdir.

Hər seqmentə yalnız bir təyin edilmiş liman təyin edilmişdir.

Artıq Kök Portların olduğu seqmentlər vəziyyətində hər şey aydındır. Seqmentdəki ikinci port təyin edilmiş limana çevrilir.

Ancaq bir Təyin edilmiş Port və bir Alternativ Portun olacağı ehtiyat kanallar qalır. Onlar necə seçiləcək? Təyin edilmiş Port kök keçidinə ən aşağı Yol Qiyməti olan port olacaq. Əgər Yol Xərcləri bərabərdirsə, Təyin edilmiş Port ən aşağı Körpü ID-si olan keçiddə yerləşən port olacaq. Əgər və Bridge ID bərabərdirsə, onda Təyin edilmiş Port ən aşağı nömrəyə malik olan porta çevrilir. İkinci liman Alternativ olacaq.

Son bir məqam var: Yedəkləmə rolu porta nə vaxt təyin edilir? Artıq yuxarıda yazıldığı kimi, Backup portu yalnız iki keçid kanalı eyni seqmentə, yəni hub-a qoşulduqda istifadə olunur. Bu halda, təyin edilmiş liman eyni meyarlardan istifadə etməklə seçilir:

• Kök keçidinə ən aşağı yol dəyəri.
• Ən kiçik Bridge ID.
• Ən kiçik Port ID.

Şəbəkədəki cihazların maksimum sayı

IEEE 802.1D standartında RSTP ilə LAN-dakı cihazların sayına dair ciddi tələblər yoxdur. Lakin standart bir filialda 7-dən çox olmayan açardan istifadə etməyi tövsiyə edir (7 hopdan çox deyil), yəni. bir halqada 15-dən çox olmamalıdır. Bu dəyər keçdikdə, şəbəkənin yaxınlaşma müddəti artmağa başlayır.

ERR tətbiqi təfərrüatları.

Baxış

Konvergensiya vaxtı

ERR yaxınlaşma vaxtı 15 ms-dir. Üzükdəki açarların maksimum sayı və üzük cütləşməsinin olması ilə - 18 ms.

Mümkün topologiyalar

ERR cihazları RSTP kimi sərbəst şəkildə birləşdirməyə imkan vermir. ERR istifadə edilə bilən aydın topologiyalara malikdir:

• Üzük
• Dublikat üzük
• Üç üzükə qədər cütləşdirin

Üzük

ERR bütün açarları bir halqada birləşdirdikdə, hər bir keçiddə halqanın qurulmasında iştirak edəcək portları konfiqurasiya etmək lazımdır.

İkiqat üzük


Anahtarlar ikiqat halqaya birləşdirilə bilər ki, bu da halqanın etibarlılığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

İkiqat üzük məhdudiyyətləri:

• İkili üzük açarları digər halqalarla əlaqələndirmək üçün istifadə edilə bilməz. Bunu etmək üçün Ring Coupling istifadə etməlisiniz.
• Cüt üzük üçün cüt üzük istifadə edilə bilməz.

Cütləşmə üzükləri

Qoşulma zamanı şəbəkədə 200-dən çox cihaz ola bilməz.

Üzüklərin cütləşdirilməsi qalan üzükləri başqa bir halqada birləşdirməyi nəzərdə tutur.

Üzük bir keçid vasitəsilə interfeys halqasına qoşulursa, bu adlanır bir keçid vasitəsilə üzükləri cütləşdirmək. Yerli halqadan iki keçid interfeys halqasına qoşulubsa, bu olacaq iki açar vasitəsilə cütləşmə.

Cihazda bir keçid vasitəsilə qoşalaşdıqda hər iki portdan istifadə edilir. Bu vəziyyətdə yaxınlaşma vaxtı təxminən 15-17 ms olacaq. Belə cütləşmə ilə cütləşmə açarı uğursuzluq nöqtəsi olacaq, çünki Bu açarı itirdikdən sonra bütün üzük bir anda itirilir. İki açar vasitəsilə cütləşmə bunun qarşısını alır.

Dublikat üzükləri uyğunlaşdırmaq mümkündür.

Yol Nəzarəti


Path Control funksiyası normal iş rejimində məlumatların ötürüləcəyi portları konfiqurasiya etməyə imkan verir. Əgər kanal uğursuz olarsa və şəbəkə ehtiyat topologiyaya yenidən qurularsa, kanal bərpa edildikdən sonra şəbəkə müəyyən edilmiş topologiyaya yenidən qurulacaq.

Bu xüsusiyyət ehtiyat kabelə qənaət etməyə imkan verir. Bundan əlavə, problemlərin aradan qaldırılması üçün istifadə olunan topologiya həmişə məlum olacaqdır.

Əsas topologiya 15 ms-də ehtiyat topologiyaya keçir. Şəbəkə bərpa edildikdə geriyə keçid təxminən 30 ms çəkəcək.

Məhdudiyyətlər:

• Dual Ring ilə birlikdə istifadə edilə bilməz.
• Xüsusiyyət şəbəkədəki bütün açarlarda aktivləşdirilməlidir.
• Açarlardan biri Path Control master kimi konfiqurasiya edilib.
• Bərpa edildikdən sonra əsas topologiyaya avtomatik keçid standart olaraq 1 saniyədən sonra baş verir (bu parametr 0 s-dən 99 s-ə qədər SNMP istifadə edərək dəyişdirilə bilər).

Əməliyyat prinsipi

ERR-in iş prinsipi

Məsələn, altı açarı nəzərdən keçirin - 1-6. Anahtarlar bir halqaya birləşdirilir. Hər bir keçid halqaya qoşulmaq üçün iki portdan istifadə edir və onların statuslarını saxlayır. İrəli port statuslarını bir-birinə çevirir. Cihazlar bu məlumatlardan portların ilkin vəziyyətini təyin etmək üçün istifadə edir.

Limanların yalnız iki rolu var - Ban и Ekspeditorluq.

Ən yüksək MAC ünvanı olan keçid onun portunu bloklayır. Halqadakı bütün digər portlar məlumat ötürür.

Bloklanmış port işləməyi dayandırarsa, ən yüksək MAC ünvanı olan növbəti port Bloklanmış olur.

Yükləndikdən sonra açarlar Ring Protocol Data Units (R-PDU) göndərməyə başlayır. R-PDU multicast istifadə edərək ötürülür. R-PDU RSTP-dəki BPDU kimi xidmət mesajıdır. R-PDU keçid port statuslarını və onun MAC ünvanını ehtiva edir.

Kanalın nasazlığı zamanı hərəkətlərin alqoritmi
Bağlantı uğursuz olduqda, açarlar portların statusunun dəyişdiyini bildirmək üçün R-PDU-ları göndərirlər.

Kanalı bərpa edərkən hərəkətlərin alqoritmi
Uğursuz keçid onlayn olduqda, açarlar statusun dəyişməsi barədə portları xəbərdar etmək üçün R-PDU-ları göndərirlər.

Ən yüksək MAC ünvanı olan keçid yeni kök keçid olur.

Uğursuz kanal ehtiyat nüsxəyə çevrilir.

Bərpa edildikdən sonra kanal portlarından biri bloklanmış qalır, ikincisi isə yönləndirmə vəziyyətinə keçir. Bloklanmış port ən yüksək sürətlə porta çevrilir. Sürətlər bərabər olarsa, ən yüksək MAC ünvanı olan keçid portu bloklanacaq. Bu prinsip bloklanmış vəziyyətdən maksimum sürətlə yönləndirmə vəziyyətinə keçəcək portu bloklamağa imkan verir.

Şəbəkədəki cihazların maksimum sayı

ERR halqasında açarların maksimum sayı 200-dür.

ERR və RSTP arasında qarşılıqlı əlaqə

RSTP ERR ilə birlikdə istifadə edilə bilər. Lakin RSTP halqası və ERR halqası yalnız bir keçid vasitəsilə kəsişməlidir.

Xülasə

ERR tipik topologiyaları təşkil etmək üçün əladır. Məsələn, üzük və ya dublikat üzük.

Belə topologiyalar tez-tez sənaye obyektlərində ehtiyat üçün istifadə olunur.

Üstəlik, ERR-nin köməyi ilə ikinci topologiya daha az etibarlı, lakin daha sərfəli şəkildə həyata keçirilə bilər. Bu dublikat üzükdən istifadə etməklə edilə bilər.

Lakin ERR-dən istifadə etmək həmişə mümkün olmur. Kifayət qədər ekzotik sxemlər var. Müştərilərimizdən biri ilə aşağıdakı topologiyanı sınaqdan keçirdik.

Bu halda ERR tətbiq etmək mümkün deyil. Bu sxem üçün RSTP-dən istifadə etdik. Müştərinin yaxınlaşma vaxtı üçün ciddi tələbi var idi - 3 saniyədən az. Bu vaxta nail olmaq üçün kök açarları (əsas və ehtiyat), eləcə də əl rejimində portların qiymətini dəqiq müəyyən etmək lazım idi.

Nəticədə, ERR yaxınlaşma vaxtı baxımından nəzərəçarpacaq üstünlüyə malikdir, lakin RSTP-nin təmin etdiyi çevikliyi təmin etmir.

Mənbə: www.habr.com