Internetist leiate palju materjale RSTP-protokolli kohta. Selles artiklis teen ettepaneku võrrelda RSTP-protokolli patenteeritud protokolliga – Laiendatud helina koondamine.
RSTP rakendamise üksikasjad
Ülevaade
Lähenemisaeg – 1-10 s
Võimalikud topoloogiad - ükskõik milline
Levinud on arvamus, et RSTP võimaldab lülitid ainult rõngasse ühendada:
Kuid RSTP võimaldab teil lüliteid ühendada mis tahes viisil. Näiteks RSTP saab selle topoloogiaga hakkama.
Toimimise põhimõte
RSTP taandab igasuguse topoloogia puuks. Üks lülititest muutub topoloogia keskpunktiks - juurlülitiks. Juurlüliti kannab kõige rohkem andmeid enda kaudu.
RSTP tööpõhimõte on järgmine:
- lülititele antakse toide;
- juurlüliti on valitud;
- ülejäänud lülitid määravad kiireima tee juurlülitini;
- ülejäänud kanalid blokeeritakse ja muutuvad varukoopiateks.
Juurlüliti valimine
RSTP-ga lülitid vahetavad BPDU pakette. BPDU on teenusepakett, mis sisaldab RSTP teavet. BPDU on kahte tüüpi:
- BPDU konfiguratsioon.
- Topoloogia muutmise teatis.
Konfiguratsiooni BPDU kasutatakse topoloogia koostamiseks. Ainult juurlüliti saadab selle. BPDU konfiguratsioon sisaldab:
- saatja ID (Bridge ID);
- Root Bridge ID;
- pordi identifikaator, kust see pakett saadeti (pordi ID);
- marsruudi maksumus juurlülitini (Root Path Cost).
Iga lüliti võib saata topoloogia muutmise teatise. Need saadetakse siis, kui topoloogia muutub.
Pärast sisselülitamist loevad kõik lülitid end juurlülititeks. Nad hakkavad edastama BPDU pakette. Niipea, kui lüliti saab BPDU, mille silla ID on tema omast madalam, ei pea ta end enam juurlülitiks.
Silla ID koosneb kahest väärtusest - MAC-aadress ja Bridge Priority. Me ei saa MAC-aadressi muuta. Silla prioriteet on vaikimisi 32768. Kui te silla prioriteeti ei muuda, saab madalaima MAC-aadressiga lülitist juurlüliti. Väikseima MAC-aadressiga lüliti on vanim ja ei pruugi olla kõige tõhusam. Soovitatav on topoloogia juurlüliti käsitsi määratleda. Selleks peate juurlülitil konfigureerima väikese sillaprioriteedi (näiteks 0). Saate määratleda ka varujuurlüliti, andes sellele veidi kõrgema sillaprioriteedi (näiteks 4096).
Juurlüliti tee valimine
Juurlüliti saadab BPDU paketid kõikidesse aktiivsetesse portidesse. BPDU-l on teekulu väli. Tee maksumus tähistab tee maksumust. Mida kõrgem on tee maksumus, seda kauem kulub paketi edastamiseks. Kui BPDU läbib porti, lisatakse väljale Path Cost kulu. Lisatud numbri nimi on Port Cost.
Lisab teekulule teatud väärtuse, kui BPDU läbib porti. Lisaväärtust nimetatakse pordikuluks ja seda saab määrata kas käsitsi või automaatselt. Pordi maksumust saab määrata kas käsitsi või automaatselt.
Kui mittejuur-lülitil on mitu alternatiivset juurteed, valib see kiireima. See võrdleb nende teede teekulu. Port, kust BPDU tuli madalaima teekuluga, muutub juurpordiks.
Automaatselt määratud portide kulusid saab vaadata tabelist:
Port Baudi kiirus
Sadama maksumus
10 Mb/s
+2 000
100 Mb/s
200 000
1 Gb / s
20 000
10 Gb / s
2 000
Portide rollid ja olekud
Switchi pordidel on mitu olekut ja pordi rolli.
Pordi olekud (STP jaoks):
- Keelatud – passiivne.
- Blokeerimine – kuulab BPDU-d, kuid ei edasta. Ei edasta andmeid.
- Kuulamine – kuulab ja edastab BPDU-d. Ei edasta andmeid.
- Õppimine – kuulab ja edastab BPDU-d. Valmistab ette andmeedastuse – täidab MAC-aadressi tabeli.
- Edastamine – edastab andmeid, kuulab ja edastab BPDU-d.
STP lähenemisaeg on 30-50 sekundit. Pärast lüliti sisselülitamist läbivad kõik pordid kõik olekud. Port jääb igasse olekusse mõneks sekundiks. See tööpõhimõte on põhjus, miks STP-l on nii pikk lähenemisaeg. RSTP-l on vähem pordiolekuid.
Pordi olekud (RSTP jaoks):
- Viskamine – mitteaktiivne.
- Discarding – kuulab BPDU-d, kuid ei edasta. Ei edasta andmeid.
- Loobumine – kuulab ja edastab BPDU-d. Ei edasta andmeid.
- Õppimine – kuulab ja edastab BPDU-d. Valmistab ette andmeedastuse – täidab MAC-aadressi tabeli.
- Edastamine – edastab andmeid, kuulab ja edastab BPDU-d.
- RSTP-s ühendatakse olekud Keelatud, Blokeerimine ja Kuulamine üheks – Loobumine.
Sadama rollid:
- Juurport – port, mille kaudu andmeid edastatakse. See toimib kiireima tee juurlülitini.
- Määratud port – port, mille kaudu andmeid edastatakse. Määratud iga LAN-segmendi jaoks.
- Alternatiivne port – port, mille kaudu andmeid ei edastata. See on alternatiivne tee juurlülitile.
- Varuport – port, mille kaudu andmeid ei edastata. See on varutee segmendile, kus üks RSTP-toega port on juba ühendatud. Varuporti kasutatakse juhul, kui ühe segmendiga (lugemisjaoturiga) on ühendatud kaks lülituskanalit.
- Keelatud port – RSTP on selles pordis keelatud.
Juurpordi valikut on kirjeldatud eespool. Kuidas määratud porti valitakse?
Kõigepealt määratleme, mis on kohtvõrgu segment. LAN segment on kokkupõrke domeen. Switchi või ruuteri jaoks moodustab iga port eraldi põrkedomeeni. LAN-segment on kanal lülitite või ruuterite vahel. Kui me räägime jaoturist, siis on jaoturi kõik pordid samas põrkepiirkonnas.
Iga segmendi kohta on määratud ainult üks määratud port.
Segmentide puhul, kus on juba juurpordid, on kõik selge. Segmendi teisest pordist saab määratud port.
Kuid jäävad varukanalid, kus on üks määratud port ja üks alternatiivne port. Kuidas neid valitakse? Määratud port on port, mille teekulu juurlülitini on madalaim. Kui teekulud on võrdsed, on määratud port port, mis asub väikseima silla ID-ga lülitil. Kui ja Silla ID on võrdsed, saab määratud portist väikseima numbriga port. Teine port on alternatiivne.
On veel üks punkt: millal määratakse pordile varundamise roll? Nagu eespool juba kirjutatud, kasutatakse varuporti ainult siis, kui kaks lülituskanalit on ühendatud sama segmendiga, see tähendab jaoturiga. Sel juhul valitakse määratud sadam täpselt samade kriteeriumide alusel:
- Madalaim teekulu juurlülitini.
- Väikseim silla ID.
- Väikseim pordi ID.
Maksimaalne seadmete arv võrgus
IEEE 802.1D standardil ei ole rangeid nõudeid RSTP-ga kohtvõrgus olevate seadmete arvule. Kuid standard soovitab ühes harus kasutada mitte rohkem kui 7 lülitit (mitte rohkem kui 7 hüpet), st. mitte rohkem kui 15 ringis. Kui see väärtus on ületatud, hakkab võrgu konvergentsi aeg pikenema.
ERR-i rakendamise üksikasjad.
Ülevaade
Lähenemisaeg
ERR-i lähenemisaeg on 15 ms. Maksimaalse lülitite arvuga ringis ja rõnga sidumise olemasolul – 18 ms.
Võimalikud topoloogiad
ERR ei luba seadmeid RSTP-na vabalt kombineerida. ERR-il on selged topoloogiad, mida saab kasutada:
- Ring
- Sõrmuse duplikaat
- Paari kuni kolm sõrmust
Ring
Kui ERR ühendab kõik lülitid üheks rõngaks, siis igal lülitil on vaja seadistada pordid, mis rõnga ehitamises osalevad.
Topeltrõngas
Lülitid saab kombineerida topeltrõngaks, mis tõstab oluliselt rõnga töökindlust.
Topeltrõnga piirangud:
- Kahekordset rõngast ei saa kasutada lülitite ühendamiseks teiste rõngastega. Selleks peate kasutama Ring Couplingit.
- Topeltrõngast ei saa kasutada paaritusrõnga jaoks.
Sõrmuste sidumine
Sidumisel ei tohi võrgus olla rohkem kui 200 seadet.
Rõngaste sidumine hõlmab ülejäänud rõngaste ühendamist teiseks rõngaks.
Kui rõngas on liideserõngaga ühendatud ühe lüliti kaudu, siis seda nimetatakse rõngaste sidumine ühe lüliti kaudu. Kui liideserõngaga on ühendatud kaks kohaliku rõnga lülitit, on see nii sidumine kahe lüliti kaudu.
Seadme ühe lüliti kaudu sidumisel kasutatakse mõlemat porti. Lähenemisaeg on sel juhul ligikaudu 15-17 ms. Sellise sidumise korral on sidumislüliti tõrkepunkt, kuna Pärast selle lüliti kaotamist kaob kogu ring korraga. Kahe lüliti kaudu sidumine väldib seda.
Võimalik sobitada topeltsõrmuseid.
Tee juhtimine
Funktsioon Path Control võimaldab konfigureerida pordid, mille kaudu andmeid tavatöös edastatakse. Kui kanal ebaõnnestub ja võrk ehitatakse ümber varutopoloogiale, siis pärast kanali taastamist ehitatakse võrk tagasi määratud topoloogiale.
See funktsioon võimaldab säästa varukaablit. Lisaks on veaotsinguks kasutatav topoloogia alati teada.
Põhitopoloogia lülitub varutopoloogiale 15 ms pärast. Tagasilülitamine pärast võrgu taastamist võtab aega umbes 30 ms.
Piirangud:
- Ei saa kasutada koos Dual Ringiga.
- Funktsioon peab olema lubatud kõikidel võrgu lülititel.
- Üks lülititest on konfigureeritud teejuhtimise ülemseadmena.
- Automaatne üleminek põhitopoloogiale pärast taastamist toimub vaikimisi 1 sekundi pärast (seda parameetrit saab SNMP abil muuta vahemikus 0 s kuni 99 s).
Toimimise põhimõte
ERR-i tööpõhimõte
Näiteks kaaluge kuut lülitit – 1-6. Lülitid on ühendatud rõngaks. Iga lüliti kasutab rõngaga ühenduse loomiseks kahte porti ja salvestab nende olekud. Lülitab edastuspordi olekuid üksteisele. Seadmed kasutavad neid andmeid portide algoleku määramiseks.
Sadamatel on ainult kaks rolli - Blokeeritud и Edastamine.
Kõrgeima MAC-aadressiga lüliti blokeerib selle pordi. Kõik teised ringis olevad pordid edastavad andmeid.
Kui blokeeritud port lakkab töötamast, muutub järgmine kõrgeima MAC-aadressiga port blokeerituks.
Pärast käivitamist hakkavad lülitid saatma R-PDU-sid (Ring Protocol Data Units). R-PDU edastatakse multisaate abil. R-PDU on teenuseteade, täpselt nagu BPDU RSTP-s. R-PDU sisaldab kommutaatori pordi olekuid ja selle MAC-aadressi.
Toimingute algoritm kanali rikke korral
Kui link ebaõnnestub, saadavad kommutaatorid R-PDU-sid, et teavitada portide oleku muutumisest.
Toimingute algoritm kanali taastamisel
Kui ebaõnnestunud link võrku tuleb, saadavad kommutaatorid R-PDU-sid, et teavitada porte oleku muutumisest.
Kõrgeima MAC-aadressiga lülitist saab uus juurlüliti.
Ebaõnnestunud kanal muutub varukanaliks.
Pärast taastamist jääb üks kanaliportidest blokeerituks ja teine suunatakse edasi suunamisolekusse. Blokeeritud pordist saab suurima kiirusega port. Kui kiirused on võrdsed, blokeeritakse kõrgeima MAC-aadressiga kommutaatori port. See põhimõte võimaldab teil blokeerida pordi, mis liigub blokeeritud olekust edasisuunamisolekusse maksimaalse kiirusega.
Maksimaalne seadmete arv võrgus
Maksimaalne lülitite arv ERR-rõngas on 200.
ERR-i ja RSTP koostoime
RSTP-d saab kasutada koos ERR-iga. Kuid RSTP-rõngas ja ERR-rõngas peavad ristuma ainult ühe lüliti kaudu.
Kokkuvõte
ERR sobib suurepäraselt tüüpiliste topoloogiate korraldamiseks. Näiteks sõrmus või dubleeritud sõrmus.
Selliseid topoloogiaid kasutatakse sageli tööstusrajatiste koondamiseks.
Veelgi enam, ERR-i abil saab teist topoloogiat rakendada vähem töökindlalt, kuid kuluefektiivsemalt. Seda saab teha duplikaatrõnga abil.
Aga alati ei saa ERR-i kasutada. On üsna eksootilisi skeeme. Testisime ühe oma kliendiga järgmist topoloogiat.
Sel juhul ei ole ERR-il võimalik taotleda. Selle skeemi jaoks kasutasime RSTP-d. Kliendil oli konvergentsi aja nõue range - alla 3 s. Selle aja saavutamiseks oli vaja selgelt määratleda juurlülitid (esmane ja varu), samuti käsitsi režiimis olevate portide maksumus.
Sellest tulenevalt on ERR-il konvergentsi aja osas märgatav eelis, kuid see ei paku paindlikkust, mida RSTP pakub.
Allikas: www.habr.com