Anda dapat menemukan banyak materi tentang protokol RSTP di Internet. Pada artikel ini, saya mengusulkan untuk membandingkan protokol RSTP dengan protokol berpemilik dari β Redundansi Cincin yang Diperpanjang.
Detail Implementasi RSTP
Ikhtisar
Waktu konvergensi β 1-10 detik
Topologi yang mungkin - setiap
Dipercaya secara luas bahwa RSTP hanya mengizinkan sakelar untuk dihubungkan ke dalam sebuah cincin:
Namun RSTP memungkinkan Anda menghubungkan switch dengan cara apa pun yang Anda inginkan. Misalnya, RSTP dapat menangani topologi ini.
Prinsip operasi
RSTP mereduksi topologi apa pun menjadi pohon. Salah satu sakelar menjadi pusat topologi - sakelar root. Sakelar root membawa sebagian besar data melalui dirinya sendiri.
Prinsip pengoperasian RSTP adalah sebagai berikut:
- daya disuplai ke sakelar;
- saklar root dipilih;
- sakelar yang tersisa menentukan jalur tercepat menuju sakelar akar;
- saluran yang tersisa diblokir dan menjadi cadangan.
Memilih Sakelar Root
Beralih dengan paket BPDU pertukaran RSTP. BPDU adalah paket layanan yang berisi informasi RSTP. BPDU hadir dalam dua jenis:
- Konfigurasi BPDU.
- Pemberitahuan Perubahan Topologi.
Konfigurasi BPDU digunakan untuk membangun topologi. Hanya saklar root yang mengirimkannya. Konfigurasi BPDU berisi:
- ID pengirim (ID Jembatan);
- ID Jembatan Akar;
- pengidentifikasi port dari mana paket ini dikirim (Port ID);
- biaya rute ke saklar root (Root Path Cost).
Switch mana pun dapat mengirimkan Pemberitahuan Perubahan Topologi. Mereka dikirim ketika topologi berubah.
Setelah dinyalakan, semua sakelar menganggap dirinya sebagai sakelar root. Mereka mulai mengirimkan paket BPDU. Segera setelah sebuah switch menerima BPDU dengan Bridge ID yang lebih rendah dari miliknya, switch tersebut tidak lagi menganggap dirinya sebagai root switch.
Bridge ID terdiri dari dua nilai - alamat MAC dan Prioritas Bridge. Kami tidak dapat mengubah alamat MAC. Bridge Priority secara default adalah 32768. Jika Anda tidak mengubah Bridge Priority, switch dengan alamat MAC terendah akan menjadi switch root. Switch dengan alamat MAC terkecil adalah yang tertua dan mungkin bukan yang paling berkinerja. Disarankan agar Anda menentukan saklar akar topologi Anda secara manual. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengkonfigurasi Bridge Priority kecil (misalnya, 0) pada saklar root. Anda juga dapat menentukan saklar root cadangan dengan memberinya Prioritas Jembatan yang sedikit lebih tinggi (misalnya, 4096).
Memilih jalur ke saklar root
Root switch mengirimkan paket BPDU ke semua port yang aktif. BPDU mempunyai kolom Path Cost. Biaya Jalur menunjukkan biaya jalur. Semakin tinggi biaya jalur, semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan paket. Ketika BPDU melewati pelabuhan, biaya ditambahkan ke kolom Path Cost. Nomor yang ditambahkan disebut Biaya Pelabuhan.
Menambah nilai tertentu pada Path Cost ketika BPDU melewati suatu port. Nilai tambah disebut biaya pelabuhan dan dapat ditentukan secara manual atau otomatis. Biaya Pelabuhan dapat ditentukan secara manual atau otomatis.
Ketika switch non-root mempunyai beberapa jalur alternatif menuju root, switch tersebut akan memilih jalur yang tercepat. Ini membandingkan Biaya Jalur dari jalur-jalur ini. Pelabuhan asal BPDU dengan Path Cost terendah menjadi Root Port.
Biaya port yang ditetapkan secara otomatis dapat dilihat pada tabel:
Tarif Pelabuhan Baud
Biaya pelabuhan
10 Mbps
2 000 000
100 Mbps
200 000
1 Gb / s
20 000
10 Gb / s
2 000
Peran dan status pelabuhan
Port switch memiliki beberapa status dan peran port.
Status port (untuk STP):
- Dinonaktifkan β tidak aktif.
- Pemblokiran β mendengarkan BPDU, tetapi tidak mengirimkan. Tidak mengirimkan data.
- Mendengarkan β mendengarkan dan mentransmisikan BPDU. Tidak mengirimkan data.
- Belajar β mendengarkan dan mentransmisikan BPDU. Mempersiapkan transfer data - mengisi tabel alamat MAC.
- Penerusan β meneruskan data, mendengarkan dan mengirimkan BPDU.
Waktu konvergensi STP adalah 30-50 detik. Setelah menyalakan sakelar, semua port melewati semua status. Port tetap berada di setiap status selama beberapa detik. Prinsip operasi inilah yang menyebabkan STP memiliki waktu konvergensi yang lama. RSTP memiliki status port yang lebih sedikit.
Status port (untuk RSTP):
- Membuang β tidak aktif.
- Discarding β mendengarkan BPDU, namun tidak mengirimkan. Tidak mengirimkan data.
- Membuang β mendengarkan dan mengirimkan BPDU. Tidak mengirimkan data.
- Belajar β mendengarkan dan mentransmisikan BPDU. Mempersiapkan transfer data - mengisi tabel alamat MAC.
- Penerusan β meneruskan data, mendengarkan dan mengirimkan BPDU.
- Di RSTP, status Disabled, Blocking, dan Listening digabungkan menjadi satu β Discarding.
Peran pelabuhan:
- Port root β port yang digunakan untuk mengirimkan data. Ini berfungsi sebagai jalur tercepat menuju saklar root.
- Port yang ditunjuk β port yang digunakan untuk mengirimkan data. Didefinisikan untuk setiap segmen LAN.
- Port alternatif β port yang tidak dilalui data untuk dikirim. Ini adalah jalur alternatif ke saklar root.
- Port cadangan β port yang melaluinya data tidak ditransfer. Ini adalah jalur cadangan untuk segmen di mana satu port berkemampuan RSTP sudah terhubung. Port cadangan digunakan jika dua saluran switch terhubung ke satu segmen (baca hub).
- Port yang dinonaktifkan β RSTP dinonaktifkan pada port ini.
Pilihan Root Port dijelaskan di atas. Bagaimana port yang ditunjuk dipilih?
Pertama-tama, mari kita definisikan apa itu segmen LAN. Segmen LAN adalah domain tabrakan. Untuk switch atau router, setiap port membentuk domain tabrakan terpisah. Segmen LAN adalah saluran antara switch atau router. Jika kita berbicara tentang hub, maka hub memiliki semua portnya dalam domain tabrakan yang sama.
Hanya satu Pelabuhan yang Ditunjuk yang ditetapkan per segmen.
Dalam kasus segmen yang sudah memiliki Root Ports, semuanya jelas. Pelabuhan kedua pada segmen tersebut menjadi Pelabuhan yang Ditunjuk.
Namun masih terdapat jalur cadangan, dimana akan terdapat satu Pelabuhan Khusus dan satu Pelabuhan Alternatif. Bagaimana mereka akan diseleksi? Port yang Ditunjuk akan menjadi port dengan Path Cost terendah ke switch root. Jika Path Costs sama, maka Designated Port adalah port yang terletak pada switch dengan Bridge ID terendah. Jika dan Bridge ID sama, maka Designated Port menjadi port dengan angka terendah. Port kedua adalah Alternatif.
Ada satu poin terakhir: kapan peran Cadangan ditetapkan ke port? Seperti yang sudah ditulis di atas, port Cadangan hanya digunakan ketika dua saluran switch terhubung ke segmen yang sama, yaitu ke hub. Dalam hal ini, Pelabuhan yang Ditunjuk dipilih menggunakan kriteria yang persis sama:
- Biaya Jalur Terendah ke saklar root.
- ID Jembatan Terkecil.
- ID Port Terkecil.
Jumlah maksimum perangkat di jaringan
Standar IEEE 802.1D tidak memiliki persyaratan ketat untuk jumlah perangkat di LAN dengan RSTP. Tetapi standar merekomendasikan penggunaan tidak lebih dari 7 sakelar dalam satu cabang (tidak lebih dari 7 hop), mis. tidak lebih dari 15 dalam satu ring. Ketika nilai ini terlampaui, waktu konvergensi jaringan mulai meningkat.
Detail implementasi ERR.
Ikhtisar
Waktu konvergensi
Waktu konvergensi ERR adalah 15 ms. Dengan jumlah maksimum sakelar di ring dan keberadaan ring pairing β 18 ms.
Topologi yang mungkin
ERR tidak mengizinkan perangkat untuk digabungkan secara bebas sebagai RSTP. ERR memiliki topologi yang jelas yang dapat digunakan:
- Cincin itu
- Cincin duplikat
- Pasangkan hingga tiga dering
Cincin itu
Ketika ERR menggabungkan semua switch menjadi satu ring, maka pada setiap switch perlu dilakukan konfigurasi port yang akan ikut serta dalam pembuatan ring.
Dering ganda
Sakelar dapat digabungkan menjadi cincin ganda, yang secara signifikan meningkatkan keandalan cincin.
Batasan dering ganda:
- Dering ganda tidak dapat digunakan untuk menghubungkan sakelar dengan dering lainnya. Untuk melakukan ini, Anda perlu menggunakan Ring Coupling.
- Cincin ganda tidak dapat digunakan untuk cincin kawin.
Cincin berpasangan
Saat memasangkan, tidak boleh ada lebih dari 200 perangkat di jaringan.
Memasangkan cincin melibatkan menggabungkan cincin yang tersisa ke dalam cincin lain.
Jika cincin dihubungkan ke cincin antarmuka melalui satu saklar, maka ini disebut memasangkan cincin melalui satu saklar. Jika dua sakelar dari ring lokal dihubungkan ke ring antarmuka, maka ini akan terjadi memasangkan melalui dua sakelar.
Saat memasangkan melalui satu sakelar pada perangkat, kedua port digunakan. Waktu konvergensi dalam hal ini adalah sekitar 15-17 ms. Dengan pemasangan seperti itu, saklar pemasangan akan menjadi titik kegagalan, karena Jika saklar ini hilang, seluruh cincin akan hilang sekaligus. Memasangkan melalui dua sakelar menghindari hal ini.
Dimungkinkan untuk mencocokkan cincin duplikat.
Kontrol Jalur
Fungsi Kontrol Jalur memungkinkan Anda mengonfigurasi port yang akan digunakan untuk mengirimkan data dalam pengoperasian normal. Jika saluran gagal dan jaringan dibangun kembali ke topologi cadangan, maka setelah saluran dipulihkan, jaringan akan dibangun kembali ke topologi yang ditentukan.
Fitur ini memungkinkan Anda menghemat kabel cadangan. Selain itu, topologi yang digunakan untuk pemecahan masalah akan selalu diketahui.
Topologi utama beralih ke topologi cadangan dalam 15 ms. Beralih kembali ketika jaringan dipulihkan akan memakan waktu sekitar 30 ms.
Keterbatasan:
- Tidak dapat digunakan bersamaan dengan Dual Ring.
- Fitur ini harus diaktifkan di semua sakelar di jaringan.
- Salah satu sakelar dikonfigurasikan sebagai master Kontrol Jalur.
- Transisi otomatis ke topologi utama setelah pemulihan terjadi setelah 1 detik secara default (parameter ini dapat diubah menggunakan SNMP dalam rentang dari 0 hingga 99 detik).
Prinsip operasi
Prinsip operasi ERR
Misalnya, pertimbangkan enam sakelar β 1-6. Sakelar digabungkan menjadi sebuah cincin. Setiap saklar menggunakan dua port untuk terhubung ke ring dan menyimpan statusnya. Mengalihkan status port maju satu sama lain. Perangkat menggunakan data ini untuk mengatur status awal port.
Port hanya memiliki dua peran - diblokir ΠΈ Ekspedisi.
Switch dengan alamat MAC tertinggi memblokir portnya. Semua port lain di ring sedang mengirimkan data.
Jika port yang Diblokir berhenti berfungsi, maka port berikutnya dengan alamat MAC tertinggi menjadi Diblokir.
Setelah di-boot, switch mulai mengirimkan Ring Protocol Data Units (R-PDUs). R-PDU ditransmisikan menggunakan multicast. R-PDU adalah pesan layanan, sama seperti BPDU di RSTP. R-PDU berisi status port switch dan alamat MAC-nya.
Algoritma tindakan jika terjadi kegagalan saluran
Ketika link gagal, switch mengirimkan R-PDU untuk memberitahukan bahwa status port telah berubah.
Algoritma tindakan saat memulihkan saluran
Ketika link yang gagal online, switch mengirimkan R-PDU untuk memberitahu port tentang perubahan status.
Switch dengan alamat MAC tertinggi menjadi switch root baru.
Saluran yang gagal menjadi saluran cadangan.
Setelah pemulihan, salah satu port saluran tetap diblokir, dan port kedua dialihkan ke status penerusan. Port yang diblokir menjadi port dengan kecepatan tertinggi. Jika kecepatannya sama, maka port switch dengan alamat MAC tertinggi akan diblokir. Prinsip ini memungkinkan Anda untuk memblokir port yang akan berpindah dari status diblokir ke status penerusan dengan kecepatan maksimum.
Jumlah maksimum perangkat di jaringan
Jumlah maksimum switch dalam ring ERR adalah 200.
Interaksi antara ERR dan RSTP
RSTP dapat digunakan dalam kombinasi dengan ERR. Namun ring RSTP dan ring ERR hanya boleh berpotongan melalui satu saklar.
Ringkasan
ERR sangat bagus untuk mengatur topologi yang khas. Misalnya saja cincin atau cincin duplikat.
Topologi seperti ini sering digunakan untuk redundansi di fasilitas industri.
Selain itu, dengan bantuan ERR, topologi kedua dapat diimplementasikan dengan kurang andal, namun lebih hemat biaya. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan cincin duplikat.
Namun tidak selalu memungkinkan untuk menggunakan ERR. Ada skema yang cukup eksotis. Kami menguji topologi berikut dengan salah satu pelanggan kami.
Dalam hal ini, ERR tidak mungkin diterapkan. Untuk skema ini kami menggunakan RSTP. Pelanggan memiliki persyaratan ketat untuk waktu konvergensi - kurang dari 3 detik. Untuk mencapai waktu ini, perlu untuk mendefinisikan secara jelas switch root (primer dan cadangan), serta biaya port dalam mode manual.
Hasilnya, ERR memiliki keunggulan nyata dalam hal waktu konvergensi, namun tidak memberikan fleksibilitas yang disediakan RSTP.
Sumber: www.habr.com