Butiran pelaksanaan protokol RSTP dan proprietari Extended Ring Redundancy

Anda boleh menemui banyak bahan tentang protokol RSTP di Internet. Dalam artikel ini, saya mencadangkan untuk membandingkan protokol RSTP dengan protokol proprietari daripada Hubungi Phoenix – Redundansi Cincin Dilanjutkan.

Butiran Pelaksanaan RSTP

Tinjauan

Masa penumpuan – 1-10 s
Topologi yang mungkin – mana-mana

Secara meluas dipercayai bahawa RSTP hanya membenarkan suis disambungkan ke dalam gelang:

Tetapi RSTP membenarkan anda menyambungkan suis dalam apa jua cara yang anda mahukan. Sebagai contoh, RSTP boleh mengendalikan topologi ini.

Prinsip operasi

RSTP mengurangkan sebarang topologi kepada pokok. Salah satu suis menjadi pusat topologi - suis akar. Suis akar membawa paling banyak data melalui dirinya sendiri.

Prinsip operasi RSTP adalah seperti berikut:

1. kuasa dibekalkan kepada suis;
2. suis akar dipilih;
3. suis yang tinggal menentukan laluan terpantas ke suis akar;
4. saluran yang selebihnya disekat dan menjadi sandaran.

Memilih Suis Root

Tukar dengan paket BPDU pertukaran RSTP. BPDU ialah paket perkhidmatan yang mengandungi maklumat RSTP. BPDU terdapat dalam dua jenis:

• Konfigurasi BPDU.
• Pemberitahuan Perubahan Topologi.

Konfigurasi BPDU digunakan untuk membina topologi. Hanya suis akar yang menghantarnya. Konfigurasi BPDU mengandungi:

• ID pengirim (ID Jambatan);
• ID Jambatan Akar;
• pengecam port dari mana paket ini dihantar (Port ID);
• kos laluan ke suis akar (Root Path Cost).

Mana-mana suis boleh menghantar Pemberitahuan Perubahan Topologi. Mereka dihantar apabila topologi berubah.

Selepas menghidupkan, semua suis menganggap diri mereka sebagai suis akar. Mereka mula menghantar paket BPDU. Sebaik sahaja suis menerima BPDU dengan ID Jambatan yang lebih rendah daripada miliknya, ia tidak lagi menganggap dirinya sebagai suis akar.

ID Jambatan terdiri daripada dua nilai - alamat MAC dan Keutamaan Jambatan. Kami tidak boleh menukar alamat MAC. Bridge Priority secara lalai ialah 32768. Jika anda tidak menukar Bridge Priority, suis dengan alamat MAC terendah akan menjadi suis akar. Suis dengan alamat MAC terkecil adalah yang tertua dan mungkin bukan yang paling berprestasi. Anda disyorkan untuk menentukan suis akar topologi anda secara manual. Untuk melakukan ini, anda perlu mengkonfigurasi Keutamaan Jambatan kecil (contohnya, 0) pada suis akar. Anda juga boleh menentukan suis akar sandaran dengan memberikannya Keutamaan Jambatan yang lebih tinggi sedikit (contohnya, 4096).

Memilih laluan ke suis akar

Suis akar menghantar paket BPDU ke semua port aktif. BPDU mempunyai medan Kos Laluan. Kos Laluan menandakan kos laluan. Semakin tinggi kos laluan, semakin lama masa yang diperlukan untuk paket dihantar. Apabila BPDU melalui pelabuhan, kos ditambahkan pada medan Kos Laluan. Nombor yang ditambah dipanggil Kos Pelabuhan.

Menambah nilai tertentu pada Kos Laluan apabila BPDU melalui port. Nilai yang ditambah dipanggil kos port dan boleh ditentukan sama ada secara manual atau automatik. Kos Pelabuhan boleh ditentukan sama ada secara manual atau automatik.

Apabila suis bukan akar mempunyai beberapa laluan alternatif ke akar, ia memilih yang terpantas. Ia membandingkan Kos Laluan bagi laluan ini. Pelabuhan dari mana BPDU datang dengan Kos Laluan terendah menjadi Pelabuhan Root.

Kos port yang diperuntukkan secara automatik boleh dilihat dalam jadual:

Kadar Port Baud
Kos pelabuhan

10 Mb/s
2 000 000

100 Mb/s
200 000

1 Gb / s
20 000

10 Gb / s
2 000

Peranan dan status pelabuhan

Port suis mempunyai beberapa status dan peranan port.

Status pelabuhan (untuk STP):

• Dilumpuhkan – tidak aktif.
• Menyekat – mendengar BPDU, tetapi tidak menghantar. Tidak menghantar data.
• Mendengar – mendengar dan menghantar BPDU. Tidak menghantar data.
• Pembelajaran – mendengar dan menghantar BPDU. Bersedia untuk pemindahan data - isi jadual alamat MAC.
• Pemajuan – memajukan data, mendengar dan menghantar BPDU.

Masa penumpuan STP ialah 30-50 saat. Selepas menghidupkan suis, semua port melalui semua status. Port kekal dalam setiap status selama beberapa saat. Prinsip operasi inilah yang menyebabkan STP mempunyai masa penumpuan yang begitu lama. RSTP mempunyai lebih sedikit keadaan pelabuhan.

Status port (untuk RSTP):

• Membuang – tidak aktif.
• Membuang – mendengar BPDU, tetapi tidak menghantar. Tidak menghantar data.
• Membuang – mendengar dan menghantar BPDU. Tidak menghantar data.
• Pembelajaran – mendengar dan menghantar BPDU. Bersedia untuk pemindahan data - isi jadual alamat MAC.
• Pemajuan – memajukan data, mendengar dan menghantar BPDU.
• Dalam RSTP, status Cacat, Menyekat dan Mendengar digabungkan menjadi satu - Membuang.

Peranan pelabuhan:

• Root port – port yang melaluinya data dihantar. Ia berfungsi sebagai laluan terpantas ke suis akar.
• Port yang ditetapkan – port yang melaluinya data dihantar. Ditakrifkan untuk setiap segmen LAN.
• Port alternatif – port yang melaluinya data tidak dihantar. Ia adalah laluan alternatif kepada suis akar.
• Port sandaran – port yang melaluinya data tidak dipindahkan. Ia ialah laluan sandaran untuk segmen di mana satu port berdaya RSTP sudah disambungkan. Port sandaran digunakan jika dua saluran suis disambungkan kepada satu segmen (hab baca).
• Port dilumpuhkan – RSTP dinyahdayakan pada port ini.

Pilihan Root Port diterangkan di atas. Bagaimanakah port Ditetapkan dipilih?

Pertama sekali, mari kita tentukan apa itu segmen LAN. Segmen LAN ialah domain perlanggaran. Untuk suis atau penghala, setiap port membentuk domain perlanggaran yang berasingan. Segmen LAN ialah saluran antara suis atau penghala. Jika kita bercakap tentang hab, maka hab mempunyai semua portnya dalam domain perlanggaran yang sama.

Hanya satu Pelabuhan Ditetapkan diperuntukkan bagi setiap segmen.

Dalam kes segmen yang sudah ada Root Ports, semuanya jelas. Port kedua pada segmen menjadi Pelabuhan Ditetapkan.

Tetapi masih ada saluran sandaran, di mana akan ada satu Pelabuhan Ditetapkan dan satu Pelabuhan Ganti. Bagaimana mereka akan dipilih? Port yang Ditetapkan akan menjadi port dengan Kos Laluan terendah ke suis akar. Jika Kos Laluan adalah sama, maka Pelabuhan Ditetapkan akan menjadi port yang terletak pada suis dengan ID Jambatan terendah. Jika dan ID Jambatan adalah sama, maka Pelabuhan Ditetapkan menjadi port dengan nombor terendah. Port kedua ialah Bergantian.

Terdapat satu perkara terakhir: bilakah peranan Sandaran diberikan kepada port? Seperti yang telah ditulis di atas, port Sandaran hanya digunakan apabila dua saluran suis disambungkan ke segmen yang sama, iaitu, ke hab. Dalam kes ini, Pelabuhan Ditetapkan dipilih menggunakan kriteria yang sama:

• Kos Laluan Terendah ke suis akar.
• ID Jambatan terkecil.
• ID Port terkecil.

Bilangan maksimum peranti pada rangkaian

Piawaian IEEE 802.1D tidak mempunyai keperluan yang ketat untuk bilangan peranti pada LAN dengan RSTP. Tetapi standard mengesyorkan menggunakan tidak lebih daripada 7 suis dalam satu cawangan (tidak lebih daripada 7 hop), i.e. tidak lebih daripada 15 dalam satu gelanggang. Apabila nilai ini melebihi, masa penumpuan rangkaian mula meningkat.

Butiran pelaksanaan ERR.

Tinjauan

Masa penumpuan

Masa penumpuan ERR ialah 15 ms. Dengan bilangan suis maksimum dalam gelang dan kehadiran pasangan gelang – 18 ms.

Topologi yang mungkin

ERR tidak membenarkan peranti digabungkan secara bebas sebagai RSTP. ERR mempunyai topologi yang jelas yang boleh digunakan:

• Ring
• Cincin pendua
• Pasangkan sehingga tiga cincin

Ring

Apabila ERR menggabungkan semua suis menjadi satu gelang, maka pada setiap suis adalah perlu untuk mengkonfigurasi port yang akan mengambil bahagian dalam membina gelang.

Cincin berganda


Suis boleh digabungkan menjadi cincin berganda, yang meningkatkan kebolehpercayaan cincin dengan ketara.

Had cincin berganda:

• Cincin dwi tidak boleh digunakan untuk antara muka suis dengan cincin lain. Untuk melakukan ini, anda perlu menggunakan Ring Coupling.
• Cincin berganda tidak boleh digunakan untuk cincin kawin.

Cincin berpasangan

Apabila berpasangan, tidak boleh ada lebih daripada 200 peranti pada rangkaian.

Cincin berpasangan melibatkan menggabungkan cincin yang tinggal ke dalam cincin lain.

Jika cincin disambungkan ke cincin antara muka melalui satu suis, maka ini dipanggil memasangkan gelang melalui satu suis. Jika dua suis dari gelang tempatan disambungkan ke gelang antara muka, maka ini akan menjadi berpasangan melalui dua suis.

Apabila berpasangan melalui satu suis pada peranti, kedua-dua port digunakan. Masa penumpuan dalam kes ini adalah lebih kurang 15-17 ms. Dengan berpasangan sedemikian, suis berpasangan akan menjadi titik kegagalan, kerana Setelah kehilangan suis ini, keseluruhan cincin hilang sekaligus. Berpasangan melalui dua suis mengelakkan ini.

Ia adalah mungkin untuk memadankan cincin pendua.

Kawalan Laluan


Fungsi Kawalan Laluan membolehkan anda mengkonfigurasi port yang melaluinya data akan dihantar dalam operasi biasa. Jika saluran gagal dan rangkaian dibina semula ke topologi sandaran, maka selepas saluran dipulihkan, rangkaian akan dibina semula ke topologi yang ditentukan.

Ciri ini membolehkan anda menjimatkan kabel sandaran. Selain itu, topologi yang digunakan untuk menyelesaikan masalah akan sentiasa diketahui.

Topologi utama bertukar kepada topologi sandaran dalam 15 ms. Beralih kembali apabila rangkaian dipulihkan akan mengambil masa kira-kira 30 ms.

Had:

• Tidak boleh digunakan bersama dengan Dual Ring.
• Ciri ini mesti didayakan pada semua suis dalam rangkaian.
• Salah satu suis dikonfigurasikan sebagai induk Kawalan Laluan.
• Peralihan automatik ke topologi utama selepas pemulihan berlaku selepas 1 saat secara lalai (parameter ini boleh ditukar menggunakan SNMP dalam julat dari 0 s hingga 99 s).

Prinsip operasi

Prinsip operasi ERR

Sebagai contoh, pertimbangkan enam suis - 1-6. Suis digabungkan menjadi cincin. Setiap suis menggunakan dua port untuk menyambung ke cincin dan menyimpan statusnya. Menukar status port ke hadapan antara satu sama lain. Peranti menggunakan data ini untuk menetapkan keadaan awal port.

Pelabuhan hanya mempunyai dua peranan - disekat и Penghantaran.

Suis dengan alamat MAC tertinggi menyekat portnya. Semua port lain dalam gelang sedang menghantar data.

Jika port Disekat berhenti berfungsi, maka port seterusnya dengan alamat MAC tertinggi menjadi Disekat.

Setelah dibut, suis mula menghantar Unit Data Protokol Cincin (R-PDU). R-PDU dihantar menggunakan multicast. R-PDU ialah mesej perkhidmatan, sama seperti BPDU dalam RSTP. R-PDU mengandungi status port suis dan alamat MACnya.

Algoritma tindakan sekiranya berlaku kegagalan saluran
Apabila pautan gagal, suis menghantar R-PDU untuk memberitahu bahawa status port telah berubah.

Algoritma tindakan apabila memulihkan saluran
Apabila pautan yang gagal datang dalam talian, suis menghantar R-PDU untuk memberitahu port tentang perubahan dalam status.

Suis dengan alamat MAC tertinggi menjadi suis akar baharu.

Saluran yang gagal menjadi sandaran.

Selepas pemulihan, salah satu port saluran kekal disekat, dan yang kedua dipindahkan ke keadaan pemajuan. Port yang disekat menjadi port dengan kelajuan tertinggi. Jika kelajuan adalah sama, maka port suis dengan alamat MAC tertinggi akan disekat. Prinsip ini membolehkan anda menyekat port yang akan bergerak dari keadaan disekat ke keadaan pemajuan pada kelajuan maksimum.

Bilangan maksimum peranti pada rangkaian

Bilangan maksimum suis dalam gelang ERR ialah 200.

Interaksi antara ERR dan RSTP

RSTP boleh digunakan dalam kombinasi dengan ERR. Tetapi gelang RSTP dan gelang ERR mesti hanya bersilang melalui satu suis.

Ringkasan

ERR bagus untuk mengatur topologi biasa. Contohnya, cincin atau cincin pendua.

Topologi sedemikian sering digunakan untuk redundansi dalam kemudahan perindustrian.

Selain itu, dengan bantuan ERR, topologi kedua boleh dilaksanakan dengan kurang pasti, tetapi lebih kos efektif. Ini boleh dilakukan menggunakan cincin pendua.

Tetapi tidak selalu mungkin untuk menggunakan ERR. Terdapat skim yang agak eksotik. Kami menguji topologi berikut dengan salah seorang pelanggan kami.

Dalam kes ini, ERR tidak boleh digunakan. Untuk skim ini kami menggunakan RSTP. Pelanggan mempunyai keperluan yang ketat untuk masa penumpuan - kurang daripada 3 s. Untuk mencapai masa ini, adalah perlu untuk menentukan dengan jelas suis akar (utama dan sandaran), serta kos port dalam mod manual.

Akibatnya, ERR mempunyai kelebihan yang ketara dari segi masa penumpuan, tetapi tidak memberikan fleksibiliti yang disediakan oleh RSTP.

Sumber: www.habr.com