आरएसटीपी और मालिकाना विस्तारित रिंग रिडंडेंसी प्रोटोकॉल के कार्यान्वयन का विवरण

आप इंटरनेट पर आरएसटीपी प्रोटोकॉल के बारे में बहुत सारी सामग्री पा सकते हैं। इस लेख में, मैं आरएसटीपी प्रोटोकॉल की तुलना मालिकाना प्रोटोकॉल से करने का प्रस्ताव करता हूं फीनिक्स संपर्क - विस्तारित रिंग रिडंडेंसी।

आरएसटीपी कार्यान्वयन विवरण

अवलोकन

अभिसरण समय – 1-10 सेकंड
संभावित टोपोलॉजी - कोई

यह व्यापक रूप से माना जाता है कि आरएसटीपी केवल स्विच को रिंग में कनेक्ट करने की अनुमति देता है:

लेकिन आरएसटीपी आपको किसी भी तरह से स्विच कनेक्ट करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, आरएसटीपी इस टोपोलॉजी को संभाल सकता है।

आपरेशन का सिद्धांत

आरएसटीपी किसी भी टोपोलॉजी को एक पेड़ में बदल देता है। स्विचों में से एक टोपोलॉजी का केंद्र बन जाता है - रूट स्विच। रूट स्विच अधिकांश डेटा को अपने माध्यम से ले जाता है।

आरएसटीपी का संचालन सिद्धांत इस प्रकार है:

1. स्विचों को बिजली की आपूर्ति की जाती है;
2. रूट स्विच चयनित है;
3. शेष स्विच रूट स्विच के लिए सबसे तेज़ पथ निर्धारित करते हैं;
4. शेष चैनल अवरुद्ध हो गए हैं और बैकअप बन गए हैं।

रूट स्विच का चयन करना

आरएसटीपी एक्सचेंज बीपीडीयू पैकेट के साथ स्विच। बीपीडीयू एक सेवा पैकेट है जिसमें आरएसटीपी जानकारी होती है। बीपीडीयू दो प्रकार में आता है:

• कॉन्फ़िगरेशन बीपीडीयू।
• टोपोलॉजी परिवर्तन अधिसूचना.

कॉन्फ़िगरेशन BPDU का उपयोग टोपोलॉजी बनाने के लिए किया जाता है। केवल रूट स्विच ही इसे भेजता है। कॉन्फ़िगरेशन BPDU में शामिल हैं:

• प्रेषक आईडी (ब्रिज आईडी);
• रूट ब्रिज आईडी;
• उस पोर्ट का पहचानकर्ता जहां से यह पैकेट भेजा गया था (पोर्ट आईडी);
• रूट स्विच के मार्ग की लागत (रूट पथ लागत)।

कोई भी स्विच टोपोलॉजी परिवर्तन अधिसूचना भेज सकता है। टोपोलॉजी बदलने पर इन्हें भेजा जाता है।

स्विच ऑन करने के बाद सभी स्विच स्वयं को रूट स्विच मानते हैं। वे बीपीडीयू पैकेट प्रसारित करना शुरू करते हैं। जैसे ही किसी स्विच को अपने से कम ब्रिज आईडी वाला बीपीडीयू प्राप्त होता है, तो वह खुद को रूट स्विच नहीं मानता है।

ब्रिज आईडी में दो मान होते हैं - मैक एड्रेस और ब्रिज प्रायोरिटी। हम MAC एड्रेस नहीं बदल सकते. डिफ़ॉल्ट रूप से ब्रिज प्राथमिकता 32768 है। यदि आप ब्रिज प्राथमिकता नहीं बदलते हैं, तो सबसे कम मैक पते वाला स्विच रूट स्विच बन जाएगा। सबसे छोटे मैक पते वाला स्विच सबसे पुराना है और सबसे अधिक प्रदर्शन करने वाला नहीं हो सकता है। यह अनुशंसा की जाती है कि आप अपनी टोपोलॉजी के रूट स्विच को मैन्युअल रूप से परिभाषित करें। ऐसा करने के लिए, आपको रूट स्विच पर एक छोटी ब्रिज प्राथमिकता (उदाहरण के लिए, 0) कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है। आप बैकअप रूट स्विच को थोड़ा अधिक ब्रिज प्राथमिकता (उदाहरण के लिए, 4096) देकर भी परिभाषित कर सकते हैं।

रूट स्विच के लिए पथ का चयन करना

रूट स्विच सभी सक्रिय पोर्ट पर BPDU पैकेट भेजता है। बीपीडीयू में एक पथ लागत फ़ील्ड है। पथ लागत पथ की लागत को दर्शाती है। पथ की लागत जितनी अधिक होगी, पैकेट को प्रसारित होने में उतना ही अधिक समय लगेगा। जब कोई बीपीडीयू किसी बंदरगाह से गुजरता है, तो पथ लागत फ़ील्ड में एक लागत जोड़ दी जाती है। जोड़ी गई संख्या को पोर्ट लागत कहा जाता है।

जब कोई बीपीडीयू किसी पोर्ट से गुजरता है तो पथ लागत में एक निश्चित मान जोड़ता है। जो मूल्य जुड़ता है उसे पोर्ट लागत कहा जाता है और इसे मैन्युअल या स्वचालित रूप से निर्धारित किया जा सकता है। पोर्ट लागत मैन्युअल या स्वचालित रूप से निर्धारित की जा सकती है।

जब एक गैर-रूट स्विच के पास रूट के लिए कई वैकल्पिक पथ होते हैं, तो वह सबसे तेज़ पथ को चुनता है। यह इन पथों की पथ लागत की तुलना करता है। जिस पोर्ट से बीपीडीयू सबसे कम पथ लागत के साथ आता है वह रूट पोर्ट बन जाता है।

स्वचालित रूप से असाइन किए गए पोर्ट की लागत तालिका में देखी जा सकती है:

पोर्ट बौड दर
बंदरगाह लागत

10 एमबी/एस
2 000 000

100 एमबी/एस
200 000

1 जीबी / एस
20 000

10 जीबी / एस
2 000

पोर्ट भूमिकाएँ और स्थितियाँ

स्विच पोर्ट की कई स्थितियाँ और पोर्ट भूमिकाएँ होती हैं।

पोर्ट स्थितियाँ (एसटीपी के लिए):

• अशक्त - निष्क्रिय।
• अवरुद्ध करना - बीपीडीयू को सुनता है, लेकिन संचारित नहीं करता है। डेटा संचारित नहीं करता.
• सुनना - बीपीडीयू सुनता है और प्रसारित करता है। डेटा संचारित नहीं करता.
• सीखना - बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है। डेटा ट्रांसफर के लिए तैयारी करता है - मैक एड्रेस टेबल भरता है।
• अग्रेषित करना - डेटा अग्रेषित करता है, बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है।

एसटीपी अभिसरण समय 30-50 सेकंड है। स्विच चालू करने के बाद, सभी पोर्ट सभी स्थितियों से गुजरते हैं। पोर्ट प्रत्येक स्थिति में कई सेकंड तक रहता है। इस परिचालन सिद्धांत के कारण ही एसटीपी का अभिसरण समय इतना लंबा है। आरएसटीपी में कम पोर्ट स्थितियाँ हैं।

पोर्ट स्थितियाँ (आरएसटीपी के लिए):

• त्यागना – निष्क्रिय होना।
• त्यागना - बीपीडीयू को सुनता है, लेकिन संचारित नहीं करता है। डेटा संचारित नहीं करता.
• त्यागना - बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है। डेटा संचारित नहीं करता.
• सीखना - बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है। डेटा ट्रांसफर के लिए तैयारी करता है - मैक एड्रेस टेबल भरता है।
• अग्रेषित करना - डेटा अग्रेषित करता है, बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है।
• आरएसटीपी में, अक्षम, अवरुद्ध करना और सुनना स्थितियों को एक में संयोजित किया गया है - त्यागना।

पोर्ट भूमिकाएँ:

• रूट पोर्ट - वह पोर्ट जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित किया जाता है। यह रूट स्विच के लिए सबसे तेज़ पथ के रूप में कार्य करता है।
• नामित पोर्ट - वह पोर्ट जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित किया जाता है। प्रत्येक LAN खंड के लिए परिभाषित।
• वैकल्पिक पोर्ट - वह पोर्ट जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित नहीं होता है। यह रूट स्विच का एक वैकल्पिक पथ है।
• बैकअप पोर्ट - वह पोर्ट जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित नहीं होता है। यह उस सेगमेंट के लिए एक बैकअप पथ है जहां एक आरएसटीपी-सक्षम पोर्ट पहले से ही जुड़ा हुआ है। यदि दो स्विच चैनल एक सेगमेंट (रीड हब) से जुड़े हैं तो बैकअप पोर्ट का उपयोग किया जाता है।
• अक्षम पोर्ट - इस पोर्ट पर RSTP अक्षम है।

रूट पोर्ट का चुनाव ऊपर वर्णित है। नामित पोर्ट का चयन कैसे किया जाता है?

सबसे पहले, आइए परिभाषित करें कि LAN सेगमेंट क्या है। LAN खंड एक टकराव डोमेन है। एक स्विच या राउटर के लिए, प्रत्येक पोर्ट एक अलग टकराव डोमेन बनाता है। LAN खंड स्विच या राउटर के बीच एक चैनल है। अगर हम हब की बात करें तो हब के सभी पोर्ट एक ही कोलिजन डोमेन में होते हैं।

प्रति खंड केवल एक नामित पोर्ट आवंटित किया गया है।

उन खंडों के मामले में जहां पहले से ही रूट पोर्ट हैं, सब कुछ स्पष्ट है। खंड पर दूसरा पोर्ट नामित पोर्ट बन जाता है।

लेकिन बैकअप चैनल बने रहेंगे, जहां एक नामित पोर्ट और एक वैकल्पिक पोर्ट होगा। उनका चयन कैसे होगा? नामित पोर्ट रूट स्विच के लिए सबसे कम पथ लागत वाला पोर्ट होगा। यदि पथ लागत बराबर है, तो नामित पोर्ट वह पोर्ट होगा जो सबसे कम ब्रिज आईडी वाले स्विच पर स्थित है। यदि और ब्रिज आईडी बराबर हैं, तो नामित पोर्ट सबसे कम संख्या वाला पोर्ट बन जाता है। दूसरा पोर्ट अल्टरनेट होगा.

एक आखिरी बिंदु है: किसी पोर्ट को बैकअप भूमिका कब सौंपी जाती है? जैसा कि पहले ही ऊपर लिखा जा चुका है, बैकअप पोर्ट का उपयोग केवल तभी किया जाता है जब दो स्विच चैनल एक ही सेगमेंट, यानी हब से जुड़े हों। इस मामले में, नामित पोर्ट का चयन बिल्कुल उसी मानदंड का उपयोग करके किया जाता है:

• रूट स्विच के लिए न्यूनतम पथ लागत।
• सबसे छोटा ब्रिज आईडी.
• सबसे छोटा पोर्ट आईडी.

नेटवर्क पर उपकरणों की अधिकतम संख्या

IEEE 802.1D मानक में RSTP वाले LAN पर उपकरणों की संख्या के लिए सख्त आवश्यकताएं नहीं हैं। लेकिन मानक एक शाखा में 7 से अधिक स्विच (7 हॉप्स से अधिक नहीं) का उपयोग करने की अनुशंसा करता है, अर्थात। एक रिंग में 15 से अधिक नहीं। जब यह मान पार हो जाता है, तो नेटवर्क अभिसरण समय बढ़ने लगता है।

ईआरआर कार्यान्वयन विवरण।

अवलोकन

अभिसरण समय

ईआरआर अभिसरण समय 15 एमएस है। रिंग में स्विचों की अधिकतम संख्या और रिंग पेयरिंग की उपस्थिति के साथ - 18 एमएस।

संभावित टोपोलॉजी

ईआरआर उपकरणों को आरएसटीपी के रूप में स्वतंत्र रूप से संयोजित करने की अनुमति नहीं देता है। ईआरआर में स्पष्ट टोपोलॉजी हैं जिनका उपयोग किया जा सकता है:

• अंगूठी
• डुप्लीकेट अंगूठी
• तीन अंगूठियों तक जोड़ी बनाएं

अंगूठी

जब ईआरआर सभी स्विचों को एक रिंग में जोड़ता है, तो प्रत्येक स्विच पर उन पोर्ट को कॉन्फ़िगर करना आवश्यक होता है जो रिंग के निर्माण में भाग लेंगे।

दोहरी अंगूठी


स्विचों को एक डबल रिंग में जोड़ा जा सकता है, जिससे रिंग की विश्वसनीयता काफी बढ़ जाती है।

डबल रिंग सीमाएँ:

• दोहरी रिंग का उपयोग अन्य रिंगों के साथ स्विच को इंटरफ़ेस करने के लिए नहीं किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए आपको रिंग कपलिंग का उपयोग करना होगा।
• मेटिंग रिंग के लिए डबल रिंग का उपयोग नहीं किया जा सकता है।

जोड़ी अंगूठियाँ

युग्मित करते समय, नेटवर्क पर 200 से अधिक डिवाइस नहीं हो सकते।

रिंगों को जोड़ने में शेष रिंगों को दूसरी रिंग में संयोजित करना शामिल है।

यदि रिंग एक स्विच के माध्यम से इंटरफ़ेस रिंग से जुड़ी है, तो इसे कहा जाता है एक स्विच के माध्यम से रिंगों को जोड़ना. यदि स्थानीय रिंग से दो स्विच इंटरफ़ेस रिंग से जुड़े हैं, तो यह होगा दो स्विचों के माध्यम से युग्मन.

डिवाइस पर एक स्विच के माध्यम से पेयर करते समय, दोनों पोर्ट का उपयोग किया जाता है। इस मामले में अभिसरण समय लगभग 15-17 एमएस होगा। ऐसी जोड़ी के साथ, जोड़ी स्विच विफलता का एक बिंदु होगा, क्योंकि इस स्विच के खो जाने पर, पूरी रिंग एक ही बार में खो जाती है। दो स्विचों के माध्यम से जोड़ी बनाने से इससे बचा जा सकता है।

डुप्लीकेट अंगूठियों का मिलान संभव है।

पथ नियंत्रण


पथ नियंत्रण फ़ंक्शन आपको उन पोर्ट को कॉन्फ़िगर करने की अनुमति देता है जिसके माध्यम से सामान्य ऑपरेशन में डेटा प्रसारित किया जाएगा। यदि चैनल विफल हो जाता है और नेटवर्क को बैकअप टोपोलॉजी में फिर से बनाया जाता है, तो चैनल को पुनर्स्थापित करने के बाद, नेटवर्क को निर्दिष्ट टोपोलॉजी में वापस बनाया जाएगा।

यह सुविधा आपको बैकअप केबल पर बचत करने की अनुमति देती है। इसके अलावा, समस्या निवारण के लिए उपयोग की जाने वाली टोपोलॉजी हमेशा ज्ञात रहेगी।

मुख्य टोपोलॉजी 15 एमएस में बैकअप टोपोलॉजी पर स्विच हो जाती है। नेटवर्क बहाल होने पर वापस स्विच करने में लगभग 30 एमएस लगेंगे।

प्रतिबंध:

• दोहरी रिंग के साथ संयोजन में उपयोग नहीं किया जा सकता।
• यह सुविधा नेटवर्क के सभी स्विचों पर सक्षम होनी चाहिए।
• स्विचों में से एक को पथ नियंत्रण मास्टर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है।
• पुनर्प्राप्ति के बाद मुख्य टोपोलॉजी में स्वचालित संक्रमण डिफ़ॉल्ट रूप से 1 सेकंड के बाद होता है (इस पैरामीटर को 0 एस से 99 एस तक की सीमा में एसएनएमपी का उपयोग करके बदला जा सकता है)।

आपरेशन का सिद्धांत

ईआरआर का संचालन सिद्धांत

उदाहरण के लिए, छह स्विचों पर विचार करें - 1-6। स्विचों को एक रिंग में संयोजित किया जाता है। प्रत्येक स्विच रिंग से कनेक्ट करने के लिए दो पोर्ट का उपयोग करता है और उनकी स्थिति को संग्रहीत करता है। अग्रेषित पोर्ट स्थितियों को एक-दूसरे पर स्विच करता है। डिवाइस इस डेटा का उपयोग पोर्ट की प्रारंभिक स्थिति निर्धारित करने के लिए करते हैं।

बंदरगाहों की केवल दो भूमिकाएँ हैं - अवरोधित и अग्रेषण.

उच्चतम मैक पते वाला स्विच इसके पोर्ट को ब्लॉक कर देता है। रिंग के अन्य सभी पोर्ट डेटा संचारित कर रहे हैं।

यदि कोई अवरुद्ध पोर्ट काम करना बंद कर देता है, तो उच्चतम मैक पते वाला अगला पोर्ट अवरुद्ध हो जाता है।

एक बार बूट होने के बाद, स्विच रिंग प्रोटोकॉल डेटा यूनिट (आर-पीडीयू) भेजना शुरू कर देते हैं। आर-पीडीयू मल्टीकास्ट का उपयोग करके प्रसारित होता है। आर-पीडीयू एक सेवा संदेश है, बिल्कुल आरएसटीपी में बीपीडीयू की तरह। आर-पीडीयू में स्विच पोर्ट स्थितियां और उसका मैक पता शामिल है।

चैनल विफलता के मामले में कार्रवाई का एल्गोरिदम
जब कोई लिंक विफल हो जाता है, तो स्विच यह सूचित करने के लिए आर-पीडीयू भेजते हैं कि पोर्ट की स्थिति बदल गई है।

किसी चैनल को पुनर्स्थापित करते समय क्रियाओं का एल्गोरिदम
जब कोई विफल लिंक ऑनलाइन आता है, तो स्थिति में बदलाव के बारे में पोर्ट को सूचित करने के लिए स्विच आर-पीडीयू भेजते हैं।

उच्चतम मैक पते वाला स्विच नया रूट स्विच बन जाता है।

विफल चैनल बैकअप बन जाता है.

पुनर्स्थापना के बाद, चैनल पोर्ट में से एक अवरुद्ध रहता है, और दूसरा अग्रेषण स्थिति में स्थानांतरित हो जाता है। अवरुद्ध पोर्ट उच्चतम गति वाला पोर्ट बन जाता है। यदि गति समान है, तो उच्चतम मैक पते वाला स्विच पोर्ट अवरुद्ध हो जाएगा। यह सिद्धांत आपको एक पोर्ट को ब्लॉक करने की अनुमति देता है जो अवरुद्ध स्थिति से अधिकतम गति से अग्रेषित स्थिति में चला जाएगा।

नेटवर्क पर उपकरणों की अधिकतम संख्या

एक ईआरआर रिंग में स्विचों की अधिकतम संख्या 200 है।

ईआरआर और आरएसटीपी के बीच बातचीत

आरएसटीपी का उपयोग ईआरआर के साथ संयोजन में किया जा सकता है। लेकिन आरएसटीपी रिंग और ईआरआर रिंग को केवल एक स्विच के माध्यम से काटना चाहिए।

सारांश

ईआरआर विशिष्ट टोपोलॉजी को व्यवस्थित करने के लिए बहुत अच्छा है। उदाहरण के लिए, एक अंगूठी या डुप्लीकेट अंगूठी।

ऐसी टोपोलॉजी का उपयोग अक्सर औद्योगिक सुविधाओं में अतिरेक के लिए किया जाता है।

इसके अलावा, ईआरआर की मदद से, दूसरी टोपोलॉजी को कम विश्वसनीय, लेकिन अधिक लागत प्रभावी ढंग से लागू किया जा सकता है। यह डुप्लीकेट रिंग का उपयोग करके किया जा सकता है।

लेकिन ईआरआर का उपयोग करना हमेशा संभव नहीं होता है। काफी विदेशी योजनाएं हैं. हमने अपने एक ग्राहक के साथ निम्नलिखित टोपोलॉजी का परीक्षण किया।

इस स्थिति में, ईआरआर लागू करना संभव नहीं है। इस योजना के लिए हमने आरएसटीपी का उपयोग किया। ग्राहक को अभिसरण समय की सख्त आवश्यकता थी - 3 एस से कम। इस समय को प्राप्त करने के लिए, रूट स्विच (प्राथमिक और बैकअप) के साथ-साथ मैन्युअल मोड में पोर्ट की लागत को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना आवश्यक था।

परिणामस्वरूप, ईआरआर को अभिसरण समय के संदर्भ में एक उल्लेखनीय लाभ है, लेकिन यह आरएसटीपी द्वारा प्रदान की जाने वाली लचीलापन प्रदान नहीं करता है।

स्रोत: www.habr.com