RSTP-ի և սեփականության ընդլայնված օղակի ավելորդության արձանագրությունների իրականացման մանրամասները

Ինտերնետում կարող եք գտնել բազմաթիվ նյութեր RSTP արձանագրության մասին: Այս հոդվածում ես առաջարկում եմ համեմատել RSTP արձանագրությունը ֆիրմային արձանագրության հետ Phoenix Contact- ը - Ընդլայնված օղակի ավելորդություն:

RSTP-ի իրականացման մանրամասները

Overview

Կոնվերգենցիայի ժամանակը – 1-10 վ
Հնարավոր տոպոլոգիաներ - ցանկացած

Տարածված կարծիք կա, որ RSTP-ն թույլ է տալիս անջատիչներին միացնել միայն օղակի մեջ.

Բայց RSTP-ն թույլ է տալիս միացնել անջատիչները ցանկացած ձևով: Օրինակ, RSTP-ն կարող է կարգավորել այս տոպոլոգիան:

Գործունեության սկզբունքը

RSTP-ն ցանկացած տոպոլոգիա վերածում է ծառի: Անջատիչներից մեկը դառնում է տոպոլոգիայի կենտրոնը՝ արմատային անջատիչը։ Root switch-ն իր միջոցով կրում է ամենաշատ տվյալները:

RSTP-ի գործառնական սկզբունքը հետևյալն է.

1. էլեկտրաէներգիան մատակարարվում է անջատիչներին;
2. ընտրված է արմատային անջատիչը;
3. մնացած անջատիչները որոշում են արմատային անջատիչի ամենաարագ ճանապարհը.
4. մնացած ալիքներն արգելափակված են և դառնում են պահեստային:

Ընտրելով արմատային անջատիչը

Անջատիչներ RSTP փոխանակման BPDU փաթեթներով: BPDU-ն ծառայությունների փաթեթ է, որը պարունակում է RSTP տեղեկատվություն: BPDU-ն գալիս է երկու տեսակի.

• BPDU կոնֆիգուրացիա:
• Տոպոլոգիայի փոփոխության ծանուցում:

BPDU կոնֆիգուրացիա օգտագործվում է տոպոլոգիայի կառուցման համար: Այն ուղարկում է միայն արմատային անջատիչը: BPDU-ի կազմաձևումը պարունակում է.

• ուղարկողի ID (Bridge ID);
• Root Bridge ID;
• պորտի նույնացուցիչը, որտեղից ուղարկվել է այս փաթեթը (Port ID);
• դեպի արմատային անջատիչ երթուղու արժեքը (Root Path Cost):

Ցանկացած անջատիչ կարող է ուղարկել Տոպոլոգիայի փոփոխության ծանուցում: Դրանք ուղարկվում են, երբ տոպոլոգիան փոխվում է:

Միացնելուց հետո բոլոր անջատիչները իրենց համարում են արմատային անջատիչներ։ Նրանք սկսում են փոխանցել BPDU փաթեթներ: Հենց որ անջատիչը ստանում է BPDU՝ իր սեփականից ավելի ցածր Bridge ID-ով, այն այլևս իրեն չի համարում արմատային անջատիչ:

Bridge ID-ն բաղկացած է երկու արժեքից՝ MAC հասցեն և Bridge Priority: Մենք չենք կարող փոխել MAC հասցեն: Bridge Priority-ը լռելյայնորեն 32768 է: Եթե դուք չփոխեք Bridge Priority-ը, ամենացածր MAC հասցեով անջատիչը կդառնա արմատային անջատիչ: Ամենափոքր MAC հասցեով անջատիչը ամենահինն է և կարող է ամենաարդյունավետը չլինել: Խորհուրդ է տրվում, որ դուք ձեռքով սահմանեք ձեր տոպոլոգիայի արմատային անջատիչը: Դա անելու համար դուք պետք է կարգավորեք մի փոքր Bridge Priority (օրինակ, 0) արմատային անջատիչի վրա: Կարող եք նաև սահմանել պահեստային արմատային անջատիչ՝ տալով նրան մի փոքր ավելի բարձր Bridge Priority (օրինակ՝ 4096):

Ընտրելով արմատային անջատիչի ուղին

Արմատային անջատիչը BPDU փաթեթներ է ուղարկում բոլոր ակտիվ նավահանգիստներին: BPDU-ն ունի Path Cost դաշտ: Ճանապարհի արժեքը նշանակում է ճանապարհի արժեքը: Որքան բարձր է ուղու արժեքը, այնքան ավելի երկար է տևում փաթեթը փոխանցելու համար: Երբ BPDU-ն անցնում է նավահանգիստով, արժեքը ավելացվում է Path Cost դաշտում: Ավելացված համարը կոչվում է Port Cost:

Որոշակի արժեք է ավելացնում Path Cost-ին, երբ BPDU-ն անցնում է նավահանգստով: Ավելացնող արժեքը կոչվում է նավահանգստի արժեք և կարող է որոշվել ձեռքով կամ ավտոմատ կերպով: Նավահանգստի արժեքը կարող է որոշվել կամ ձեռքով կամ ավտոմատ կերպով:

Երբ ոչ արմատային անջատիչը ունի մի քանի այլընտրանքային ուղիներ դեպի արմատ, այն ընտրում է ամենաարագը: Այն համեմատում է այս ուղիների ուղու արժեքը: Նավահանգիստը, որտեղից BPDU-ն եկել է ամենացածր ուղու արժեքով, դառնում է Root Port:

Ավտոմատ նշանակված նավահանգիստների ծախսերը կարելի է տեսնել աղյուսակում.

Port Baud Rate
Նավահանգստի արժեքը

10 Մբ/վ
2 000 000

100 Մբ/վ
200 000

1 Գբ / վ
20 000

10 Գբ / վ
2 000

Նավահանգստի դերերն ու կարգավիճակները

Անջատիչ նավահանգիստներն ունեն մի քանի կարգավիճակ և պորտի դերեր:

Նավահանգստի կարգավիճակները (STP-ի համար).

• Հաշմանդամ - ոչ ակտիվ:
• Արգելափակում – լսում է BPDU-ն, բայց չի փոխանցում: Չի փոխանցում տվյալներ:
• Լսում – լսում և փոխանցում է BPDU: Չի փոխանցում տվյալներ:
• Սովորում – լսում և փոխանցում է BPDU: Պատրաստվում է տվյալների փոխանցմանը - լրացնում է MAC հասցեների աղյուսակը:
• Փոխանցում – փոխանցում է տվյալներ, լսում և փոխանցում BPDU:

STP կոնվերգենցիայի ժամանակը 30-50 վայրկյան է: Անջատիչը միացնելուց հետո բոլոր նավահանգիստները անցնում են բոլոր կարգավիճակները: Նավահանգիստը մնում է յուրաքանչյուր կարգավիճակում մի քանի վայրկյան: Գործառնական այս սկզբունքն է պատճառը, որ STP-ն այդքան երկար կոնվերգենցիայի ժամանակ ունի: RSTP-ն ունի ավելի քիչ նավահանգիստներ:

Նավահանգիստների կարգավիճակները (RSTP-ի համար).

• Հեռացում – անգործուն.
• Հեռացում – լսում է BPDU-ն, բայց չի փոխանցում: Չի փոխանցում տվյալներ:
• Հեռացում – լսում և փոխանցում է BPDU: Չի փոխանցում տվյալներ:
• Սովորում – լսում և փոխանցում է BPDU: Պատրաստվում է տվյալների փոխանցմանը - լրացնում է MAC հասցեների աղյուսակը:
• Փոխանցում – փոխանցում է տվյալներ, լսում և փոխանցում BPDU:
• RSTP-ում Հաշմանդամ, Արգելափակման և Լսելու կարգավիճակները համակցված են մեկի մեջ՝ Հեռացնել:

Պորտի դերերը.

• Root port - պորտ, որի միջոցով փոխանցվում են տվյալները: Այն ծառայում է որպես արմատային անջատիչ տանող ամենաարագ ճանապարհը:
• Նշանակված նավահանգիստ – նավահանգիստ, որի միջոցով փոխանցվում են տվյալները: Սահմանված է յուրաքանչյուր LAN հատվածի համար:
• Այլընտրանքային նավահանգիստ - նավահանգիստ, որի միջոցով տվյալները չեն փոխանցվում: Դա արմատային անջատիչի այլընտրանքային ճանապարհ է:
• Պահուստային նավահանգիստ – նավահանգիստ, որի միջոցով տվյալները չեն փոխանցվում: Այն պահուստային ուղի է այն հատվածի համար, որտեղ արդեն միացված է RSTP-ով միացված մեկ պորտ: Պահուստային պորտն օգտագործվում է, եթե երկու անջատիչ ալիքները միացված են մեկ հատվածին (կարդալ հանգույց):
• Անջատված միացք – RSTP-ն անջատված է այս նավահանգստում:

Root Port-ի ընտրությունը նկարագրված է վերևում: Ինչպե՞ս է ընտրված նշանակված նավահանգիստը:

Նախ, եկեք սահմանենք, թե ինչ է LAN հատվածը: LAN հատվածը բախման տիրույթ է: Անջատիչի կամ երթուղիչի համար յուրաքանչյուր նավահանգիստ կազմում է առանձին բախման տիրույթ: LAN հատվածը ալիք է անջատիչների կամ երթուղիչների միջև: Եթե ​​խոսենք հանգույցի մասին, ապա հանգույցն ունի իր բոլոր պորտերը նույն բախման տիրույթում։

Յուրաքանչյուր հատվածի համար նշանակված է միայն մեկ նշանակված նավահանգիստ:

Այն հատվածների դեպքում, որտեղ արդեն կան Root Ports, ամեն ինչ պարզ է։ Սեգմենտի երկրորդ նավահանգիստը դառնում է նշանակված նավահանգիստ:

Բայց մնում են պահեստային ալիքներ, որտեղ կլինեն մեկ նշանակված նավահանգիստ և մեկ այլընտրանքային նավահանգիստ: Ինչպե՞ս են դրանք ընտրվելու։ Նշանակված նավահանգիստը կլինի այն նավահանգիստը, որն ունի ամենացածր ուղու արժեքը դեպի արմատային անջատիչ: Եթե ​​ճանապարհի ծախսերը հավասար են, ապա նշանակված նավահանգիստը կլինի այն նավահանգիստը, որը գտնվում է ամենացածր Bridge ID-ով անջատիչի վրա: Եթե ​​և Bridge ID-ն հավասար են, ապա նշանակված նավահանգիստը դառնում է նվազագույն թվով նավահանգիստ: Երկրորդ նավահանգիստը կլինի այլընտրանքային:

Կա մեկ վերջին կետ. Ե՞րբ է նշանակվում Պահուստային դերը պորտին: Ինչպես արդեն գրվել է վերևում, Backup պորտը օգտագործվում է միայն այն դեպքում, երբ երկու անջատիչ ալիքները միացված են նույն հատվածին, այսինքն ՝ հանգույցին: Այս դեպքում նշանակված նավահանգիստն ընտրվում է նույն չափանիշներով.

• Ամենացածր ուղու արժեքը դեպի արմատային անջատիչ:
• Ամենափոքր կամուրջի ID.
• Ամենափոքր նավահանգստի ID.

Ցանցում սարքերի առավելագույն քանակը

IEEE 802.1D ստանդարտը չունի խիստ պահանջներ RSTP ունեցող LAN-ում սարքերի քանակի համար: Բայց ստանդարտը խորհուրդ է տալիս օգտագործել ոչ ավելի, քան 7 անջատիչ մեկ ճյուղում (ոչ ավելի, քան 7 հոփ), այսինքն. ոչ ավելի, քան 15 ռինգում: Երբ այս արժեքը գերազանցվում է, ցանցի կոնվերգենցիայի ժամանակը սկսում է աճել:

ERR իրականացման մանրամասները:

Overview

Կոնվերգենցիայի ժամանակը

ERR կոնվերգենցիայի ժամանակը 15 ms է: Ռինգում անջատիչների առավելագույն քանակով և օղակների զուգակցման առկայությամբ – 18 ms:

Հնարավոր տոպոլոգիաներ

ERR-ն թույլ չի տալիս սարքերը ազատորեն համատեղել որպես RSTP: ERR-ն ունի հստակ տոպոլոգիաներ, որոնք կարող են օգտագործվել.

• The Ring- ը
• Կրկնվող մատանին
• Զույգացրեք մինչև երեք օղակ

The Ring- ը

Երբ ERR-ը միավորում է բոլոր անջատիչները մեկ օղակի մեջ, ապա յուրաքանչյուր անջատիչի վրա անհրաժեշտ է կարգավորել այն նավահանգիստները, որոնք կմասնակցեն օղակի կառուցմանը:

Կրկնակի օղակ


Անջատիչները կարող են միավորվել կրկնակի օղակի մեջ, ինչը զգալիորեն մեծացնում է օղակի հուսալիությունը:

Կրկնակի օղակի սահմանափակումներ.

• Երկակի օղակը չի կարող օգտագործվել անջատիչները այլ օղակների հետ փոխկապակցելու համար: Դա անելու համար դուք պետք է օգտագործեք Ring Coupling:
• Կրկնակի օղակը չի կարող օգտագործվել զուգավորման օղակի համար:

Զուգակցող օղակներ

Զուգավորելիս ցանցում չի կարող լինել 200-ից ավելի սարք:

Օղակների զուգակցումը ներառում է մնացած օղակների միավորումը մեկ այլ օղակի մեջ:

Եթե ​​օղակը միացված է ինտերֆեյսի օղակին մեկ անջատիչի միջոցով, ապա դա կոչվում է զուգակցման օղակները մեկ անջատիչի միջոցով. Եթե ​​տեղական օղակից երկու անջատիչ միացված է ինտերֆեյսի օղակին, ապա դա կլինի զուգավորում երկու անջատիչների միջոցով.

Սարքի մեկ անջատիչի միջոցով զուգակցվելիս երկու պորտերն էլ օգտագործվում են: Կոնվերգենցիայի ժամանակը այս դեպքում կկազմի մոտավորապես 15-17 ms: Նման զուգակցման դեպքում զուգավորման անջատիչը ձախողման կետ կլինի, քանի որ Այս անջատիչը կորցնելուց հետո ամբողջ օղակը միանգամից կորչում է: Երկու անջատիչների միջոցով զուգակցումը խուսափում է դրանից:

Հնարավոր է համապատասխանեցնել կրկնօրինակ օղակները:

Ուղու վերահսկում


Path Control ֆունկցիան թույլ է տալիս կարգավորել այն նավահանգիստները, որոնց միջոցով տվյալները կփոխանցվեն նորմալ շահագործման ընթացքում: Եթե ​​ալիքը ձախողվի, և ցանցը վերակառուցվի պահեստային տոպոլոգիայի վրա, ապա ալիքը վերականգնվելուց հետո ցանցը կվերակառուցվի նշված տոպոլոգիայի վրա:

Այս հատկությունը թույլ է տալիս խնայել պահուստային մալուխը: Ավելին, անսարքությունների վերացման համար օգտագործվող տոպոլոգիան միշտ հայտնի կլինի:

Հիմնական տոպոլոգիան 15 ms-ում անցնում է պահեստային տոպոլոգիայի: Ցանցը վերականգնվելուց հետո հետ անցնելը կտևի մոտ 30 ms:

Սահմանափակումներ.

• Չի կարող օգտագործվել Dual Ring-ի հետ համատեղ:
• Գործառույթը պետք է միացված լինի ցանցի բոլոր անջատիչների վրա:
• Անջատիչներից մեկը կազմաձևված է որպես Path Control Master:
• Վերականգնումից հետո հիմնական տոպոլոգիայի ավտոմատ անցումը տեղի է ունենում լռելյայն 1 վայրկյանից հետո (այս պարամետրը կարող է փոխվել SNMP-ի միջոցով՝ 0 վրկ-ից մինչև 99 վրկ):

Գործունեության սկզբունքը

ERR-ի գործառնական սկզբունքը

Օրինակ, հաշվի առեք վեց անջատիչ՝ 1-6: Անջատիչները միավորվում են օղակի մեջ: Յուրաքանչյուր անջատիչ օգտագործում է երկու պորտ՝ օղակին միանալու համար և պահպանում է դրանց կարգավիճակները: Փոխարկում է միացյալ նավահանգիստների կարգավիճակները: Սարքերը օգտագործում են այս տվյալները՝ նավահանգիստների նախնական վիճակը սահմանելու համար:

Նավահանգիստները միայն երկու դեր ունեն. Արգելափակված и Forwarding.

Ամենաբարձր MAC հասցեով անջատիչը արգելափակում է իր պորտը: Ռինգի մյուս բոլոր նավահանգիստները տվյալներ են փոխանցում:

Եթե ​​Արգելափակված նավահանգիստը դադարում է աշխատել, ապա ամենաբարձր MAC հասցեով հաջորդ պորտը դառնում է Արգելափակված:

Բեռնումից հետո անջատիչները սկսում են ուղարկել Ring Protocol Data Units (R-PDUs): R-PDU-ն փոխանցվում է multicast-ի միջոցով: R-PDU-ն սպասարկման հաղորդագրություն է, ինչպես BPDU-ն RSTP-ում: R-PDU-ն պարունակում է անջատիչ պորտի կարգավիճակները և դրա MAC հասցեն:

Գործողությունների ալգորիթմ կապուղու խափանման դեպքում
Երբ հղումը ձախողվում է, անջատիչները ուղարկում են R-PDU-ներ՝ տեղեկացնելու, որ նավահանգիստների կարգավիճակը փոխվել է:

Գործողությունների ալգորիթմ ալիքը վերականգնելիս
Երբ ձախողված հղումը հայտնվում է առցանց, անջատիչները ուղարկում են R-PDU-ներ՝ պորտերին ծանուցելու կարգավիճակի փոփոխության մասին:

Ամենաբարձր MAC հասցեով անջատիչը դառնում է նոր արմատային անջատիչ:

Չհաջողված ալիքը դառնում է պահեստային:

Վերականգնումից հետո ալիքի նավահանգիստներից մեկը մնում է արգելափակված, իսկ երկրորդը տեղափոխվում է վերահասցեավորման վիճակ: Արգելափակված նավահանգիստը դառնում է ամենաբարձր արագությամբ նավահանգիստ: Եթե ​​արագությունները հավասար են, ապա ամենաբարձր MAC հասցեով անջատիչ պորտը կարգելափակվի: Այս սկզբունքը թույլ է տալիս արգելափակել մի նավահանգիստ, որը առավելագույն արագությամբ կտեղափոխվի արգելափակված վիճակից դեպի փոխանցման վիճակ:

Ցանցում սարքերի առավելագույն քանակը

ERR օղակում անջատիչների առավելագույն թիվը 200 է:

ERR-ի և RSTP-ի փոխազդեցությունը

RSTP-ն կարող է օգտագործվել ERR-ի հետ համատեղ: Բայց RSTP օղակը և ERR օղակը պետք է հատվեն միայն մեկ անջատիչի միջոցով:

Ամփոփում

ERR-ը հիանալի է տիպիկ տոպոլոգիաներ կազմակերպելու համար: Օրինակ, մատանին կամ կրկնօրինակված օղակը:

Նման տոպոլոգիաները հաճախ օգտագործվում են արդյունաբերական օբյեկտներում ավելորդության համար:

Ավելին, ERR-ի օգնությամբ երկրորդ տոպոլոգիան կարող է իրականացվել ավելի քիչ հուսալի, բայց ավելի ծախսարդյունավետ։ Դա կարելի է անել կրկնօրինակ օղակի միջոցով:

Բայց միշտ չէ, որ հնարավոր է օգտագործել ERR: Կան բավականին էկզոտիկ սխեմաներ. Մենք փորձարկեցինք հետևյալ տոպոլոգիան մեր հաճախորդներից մեկի հետ.

Այս դեպքում ERR հնարավոր չէ կիրառել: Այս սխեմայի համար մենք օգտագործեցինք RSTP: Հաճախորդը խիստ պահանջ ուներ կոնվերգենցիայի ժամանակի նկատմամբ՝ 3 վրկ-ից պակաս: Այս ժամանակին հասնելու համար անհրաժեշտ էր հստակ սահմանել արմատային անջատիչները (առաջնային և պահեստային), ինչպես նաև ձեռքով ռեժիմում նավահանգիստների արժեքը:

Արդյունքում, ERR-ն նկատելի առավելություն ունի կոնվերգենցիայի ժամանակի առումով, սակայն չի ապահովում այն ​​ճկունությունը, որն ապահովում է RSTP-ն:

Source: www.habr.com