İnternette RSTP protokolü hakkında birçok materyal bulabilirsiniz. Bu makalede, RSTP protokolünü tescilli protokolle karşılaştırmayı öneriyorum. – Genişletilmiş Zil Yedeklemesi.
RSTP Uygulama Ayrıntıları
Genel bakış
Yakınsama süresi – 1-10 sn
Olası topolojiler - herhangi
RSTP'nin yalnızca anahtarların bir halkaya bağlanmasına izin verdiğine yaygın olarak inanılmaktadır:
Ancak RSTP, anahtarları istediğiniz şekilde bağlamanıza olanak tanır. Örneğin RSTP bu topolojiyi işleyebilir.
Çalışma prensibi
RSTP herhangi bir topolojiyi bir ağaca indirger. Anahtarlardan biri topolojinin merkezi olur; kök anahtar. Kök anahtar en fazla veriyi kendi üzerinden taşır.
RSTP'nin çalışma prensibi aşağıdaki gibidir:
- anahtarlara güç verilir;
- kök anahtar seçilir;
- geri kalan anahtarlar kök anahtara giden en hızlı yolu belirler;
- kalan kanallar bloke edilir ve yedeklenir.
Kök Anahtarın Seçilmesi
RSTP değişimi ile BPDU paketleri arasında geçiş yapılır. BPDU, RSTP bilgilerini içeren bir hizmet paketidir. BPDU iki tipte gelir:
- BPDU'nun yapılandırılması.
- Topoloji Değişikliği Bildirimi.
Yapılandırma BPDU topolojiyi oluşturmak için kullanılır. Yalnızca kök anahtar bunu gönderir. Yapılandırma BPDU şunları içerir:
- gönderen kimliği (Köprü Kimliği);
- Kök Köprü Kimliği;
- bu paketin gönderildiği bağlantı noktasının tanımlayıcısı (Bağlantı Noktası Kimliği);
- kök anahtara giden yolun maliyeti (Kök Yol Maliyeti).
Herhangi bir anahtar Topoloji Değişikliği Bildirimi gönderebilir. Topoloji değiştiğinde gönderilirler.
Açıldıktan sonra tüm anahtarlar kendilerini kök anahtar olarak kabul eder. BPDU paketlerini iletmeye başlarlar. Bir anahtar, kendisininkinden daha düşük Köprü Kimliğine sahip bir BPDU alır almaz, kendisini artık kök anahtar olarak değerlendirmez.
Köprü Kimliği iki değerden oluşur: MAC adresi ve Köprü Önceliği. MAC adresini değiştiremeyiz. Köprü Önceliği varsayılan olarak 32768'dir. Köprü Önceliğini değiştirmezseniz en düşük MAC adresine sahip anahtar kök anahtar olacaktır. En küçük MAC adresine sahip olan anahtar en eski olanıdır ve en performanslısı olmayabilir. Topolojinizin kök anahtarını manuel olarak tanımlamanız önerilir. Bunu yapmak için kök anahtarda küçük bir Köprü Önceliği (örneğin 0) yapılandırmanız gerekir. Ayrıca, bir yedek kök anahtarına biraz daha yüksek bir Köprü Önceliği (örneğin, 4096) vererek de tanımlayabilirsiniz.
Kök anahtarın yolunu seçme
Kök anahtar, BPDU paketlerini tüm aktif bağlantı noktalarına gönderir. BPDU'nun Yol Maliyeti alanı vardır. Yol Maliyeti yolun maliyetini belirtir. Yolun maliyeti ne kadar yüksek olursa paketin iletilmesi o kadar uzun sürer. Bir BPDU bir bağlantı noktasından geçtiğinde Yol Maliyeti alanına bir maliyet eklenir. Eklenen sayıya Liman Maliyeti denir.
Bir BPDU bir bağlantı noktasından geçtiğinde Yol Maliyetine belirli bir değer ekler. Eklenen değere port maliyeti adı verilir ve manuel veya otomatik olarak belirlenebilir. Liman Maliyeti manuel veya otomatik olarak belirlenebilir.
Root dışı bir anahtarın root'a giden birden fazla alternatif yolu varsa, en hızlı olanı seçer. Bu yolların Yol Maliyetini karşılaştırır. BPDU'nun en düşük Yol Maliyeti ile geldiği bağlantı noktası Kök Bağlantı Noktası olur.
Otomatik olarak atanan portların maliyetleri tabloda görülebilir:
Bağlantı Noktası Baud Hızı
Liman maliyeti
10 Mb/sn
+2 000 000
100 Mb/sn
200 000
1 Gb / sn
20 000
10 Gb / sn
2 000
Bağlantı noktası rolleri ve durumları
Anahtar bağlantı noktalarının çeşitli durumları ve bağlantı noktası rolleri vardır.
Bağlantı noktası durumları (STP için):
- Devre dışı – etkin değil.
- Engelleme – BPDU'yu dinler ancak iletmez. Veri aktarmaz.
- Dinleme – BPDU'yu dinler ve iletir. Veri aktarmaz.
- Öğrenme – BPDU'yu dinler ve iletir. Veri aktarımına hazırlanır - MAC adres tablosunu doldurur.
- İletme – verileri iletir, BPDU'yu dinler ve iletir.
STP yakınsama süresi 30-50 saniyedir. Anahtar açıldıktan sonra tüm bağlantı noktaları tüm durumlardan geçer. Bağlantı noktası her durumda birkaç saniye kalır. Bu çalışma prensibi, STP'nin bu kadar uzun bir yakınsama süresine sahip olmasının nedenidir. RSTP'de daha az bağlantı noktası durumu vardır.
Bağlantı noktası durumları (RSTP için):
- Atılıyor – etkin değil.
- Atılıyor – BPDU'yu dinler ancak iletmez. Veri aktarmaz.
- Atılıyor – BPDU'yu dinler ve iletir. Veri aktarmaz.
- Öğrenme – BPDU'yu dinler ve iletir. Veri aktarımına hazırlanır - MAC adres tablosunu doldurur.
- İletme – verileri iletir, BPDU'yu dinler ve iletir.
- RSTP'de Devre Dışı, Engelleme ve Dinleme durumları tek bir durumda birleştirilir; Siliniyor.
Bağlantı noktası rolleri:
- Kök bağlantı noktası – verilerin iletildiği bağlantı noktası. Kök anahtarına giden en hızlı yol görevi görür.
- Belirlenmiş bağlantı noktası – verilerin iletildiği bağlantı noktası. Her LAN segmenti için tanımlanır.
- Alternatif bağlantı noktası – verinin aktarılmadığı bağlantı noktası. Kök anahtarına alternatif bir yoldur.
- Yedekleme bağlantı noktası – verilerin aktarılmadığı bağlantı noktası. RSTP etkin bir bağlantı noktasının zaten bağlı olduğu bir segment için yedekleme yoludur. Bir segmente (okuma hub'ı) iki anahtar kanalı bağlıysa yedekleme bağlantı noktası kullanılır.
- Devre dışı bağlantı noktası – Bu bağlantı noktasında RSTP devre dışıdır.
Kök Bağlantı Noktası seçimi yukarıda açıklanmıştır. Belirlenen bağlantı noktası nasıl seçilir?
Öncelikle LAN segmentinin ne olduğunu tanımlayalım. LAN segmenti bir çarpışma alanıdır. Bir anahtar veya yönlendirici için her bağlantı noktası ayrı bir çarpışma alanı oluşturur. LAN segmenti, anahtarlar veya yönlendiriciler arasındaki bir kanaldır. Hub'dan bahsedersek, hub'ın tüm bağlantı noktaları aynı çarpışma alanındadır.
Segment başına yalnızca bir Atanmış Bağlantı Noktası atanır.
Zaten Kök Bağlantı Noktalarının bulunduğu segmentler söz konusu olduğunda her şey açıktır. Segmentteki ikinci bağlantı noktası Belirlenmiş Bağlantı Noktası olur.
Ancak bir Atanmış Bağlantı Noktasının ve bir Alternatif Bağlantı Noktasının olacağı yedekleme kanalları hala mevcuttur. Nasıl seçilecekler? Belirlenen Bağlantı Noktası, kök anahtara giden en düşük Yol Maliyetine sahip bağlantı noktası olacaktır. Yol Maliyetleri eşitse Atanmış Bağlantı Noktası, en düşük Köprü Kimliğine sahip anahtar üzerinde bulunan bağlantı noktası olacaktır. Eğer ve Köprü Kimliği eşitse, Atanmış Bağlantı Noktası en düşük sayıya sahip bağlantı noktası olur. İkinci port Alternatif olacaktır.
Son bir nokta daha var: Yedekleme rolü bir porta ne zaman atanır? Yukarıda yazıldığı gibi, Yedekleme bağlantı noktası yalnızca iki anahtar kanalı aynı segmente, yani hub'a bağlandığında kullanılır. Bu durumda Belirlenmiş Bağlantı Noktası tamamen aynı kriterler kullanılarak seçilir:
- Kök anahtarına giden En Düşük Yol Maliyeti.
- En Küçük Köprü Kimliği.
- En Küçük Bağlantı Noktası Kimliği.
Ağdaki maksimum cihaz sayısı
IEEE 802.1D standardının, RSTP'li bir LAN üzerindeki cihaz sayısı konusunda katı gereksinimleri yoktur. Ancak standart, bir dalda en fazla 7 anahtar (en fazla 7 atlama) kullanılmasını önerir; bir ringde en fazla 15. Bu değer aşıldığında ağ yakınsama süresi artmaya başlar.
ERR uygulama ayrıntıları.
Genel bakış
Yakınsama süresi
ERR yakınsama süresi 15 ms'dir. Halkadaki maksimum anahtar sayısı ve halka eşleştirmenin varlığı ile – 18 ms.
Olası topolojiler
ERR, cihazların serbestçe RSTP olarak birleştirilmesine izin vermez. ERR'nin kullanılabilecek net topolojileri vardır:
- Yüzük
- Yinelenen halka
- En fazla üç zil sesini eşleştirin
Yüzük
ERR, tüm anahtarları tek bir halkada birleştirdiğinde, her anahtarda halkanın oluşturulmasına katılacak bağlantı noktalarını yapılandırmak gerekir.
Çift halka
Anahtarlar, halkanın güvenilirliğini önemli ölçüde artıran çift halka halinde birleştirilebilir.
Çift halka sınırlamaları:
- Anahtarları diğer halkalarla arayüzlemek için ikili halka kullanılamaz. Bunu yapmak için Halka Bağlantısını kullanmanız gerekir.
- Eşleşme halkası için çift halka kullanılamaz.
Eşleştirme halkaları
Eşleştirme sırasında ağda 200'den fazla cihaz olamaz.
Halkaların eşleştirilmesi, kalan halkaların başka bir halkada birleştirilmesini içerir.
Eğer halka arayüz halkasına bir anahtar aracılığıyla bağlıysa buna denir. halkaları tek bir anahtarla eşleştirme. Yerel halkadan iki anahtar arayüz halkasına bağlanırsa bu şu şekilde olacaktır: iki anahtarla eşleştirme.
Cihazdaki bir anahtar aracılığıyla eşleştirme yapılırken her iki bağlantı noktası da kullanılır. Bu durumda yakınsama süresi yaklaşık 15-17 ms olacaktır. Böyle bir eşleştirmede eşleştirme anahtarı bir arıza noktası olacaktır çünkü Bu anahtarın kaybedilmesiyle tüm halka bir anda kaybolur. İki anahtar aracılığıyla eşleştirme bunu önler.
Yinelenen halkaları eşleştirmek mümkündür.
Yol Kontrolü
Yol Kontrolü işlevi, normal çalışmada verilerin iletileceği bağlantı noktalarını yapılandırmanıza olanak tanır. Kanal arızalanırsa ve ağ, yedek topolojiye göre yeniden oluşturulursa, kanal geri yüklendikten sonra ağ, belirtilen topolojiye göre yeniden oluşturulacaktır.
Bu özellik, yedek kablodan tasarruf etmenizi sağlar. Ayrıca sorun giderme için kullanılan topoloji her zaman bilinecektir.
Ana topoloji 15 ms içinde yedek topolojiye geçer. Ağ geri yüklendiğinde eski haline dönmek yaklaşık 30 ms sürecektir.
Sınırlamalar:
- Dual Ring ile birlikte kullanılamaz.
- Özelliğin ağdaki tüm anahtarlarda etkinleştirilmesi gerekir.
- Anahtarlardan biri Yol Kontrolü yöneticisi olarak yapılandırılmıştır.
- Kurtarma sonrasında ana topolojiye otomatik geçiş, varsayılan olarak 1 saniye sonra gerçekleşir (bu parametre, SNMP kullanılarak 0 s ila 99 s aralığında değiştirilebilir).
Çalışma prensibi
ERR'nin çalışma prensibi
Örneğin, altı anahtarı düşünün – 1-6. Anahtarlar bir halka halinde birleştirilir. Her anahtar, halkaya bağlanmak için iki bağlantı noktası kullanır ve durumlarını saklar. Bağlantı noktası durumlarını birbirine iletir. Cihazlar bu verileri portların başlangıç durumunu ayarlamak için kullanır.
Bağlantı noktalarının yalnızca iki rolü vardır - tıkalı и Nakliye.
En yüksek MAC adresine sahip olan anahtar, portunu bloke eder. Halkadaki diğer tüm bağlantı noktaları veri aktarıyor.
Engellenen bağlantı noktası çalışmayı durdurursa en yüksek MAC adresine sahip bir sonraki bağlantı noktası Engellenen haline gelir.
Anahtarlar başlatıldıktan sonra Halka Protokolü Veri Birimlerini (R-PDU'lar) göndermeye başlar. R-PDU çok noktaya yayın kullanılarak iletilir. R-PDU, tıpkı RSTP'deki BPDU gibi bir servis mesajıdır. R-PDU, anahtar bağlantı noktası durumlarını ve MAC adresini içerir.
Kanal arızası durumunda yapılacak eylemlerin algoritması
Bir bağlantı başarısız olduğunda anahtarlar, bağlantı noktalarının durumunun değiştiğini bildirmek için R-PDU'lar gönderir.
Bir kanalı geri yüklerken yapılacak eylemlerin algoritması
Arızalı bir bağlantı çevrimiçi olduğunda, anahtarlar durum değişikliğini bağlantı noktalarına bildirmek için R-PDU'lar gönderir.
En yüksek MAC adresine sahip anahtar yeni kök anahtar olur.
Başarısız olan kanal yedek kanal haline gelir.
Geri yükleme sonrasında kanal bağlantı noktalarından biri engellenmiş durumda kalır ve ikincisi iletme durumuna aktarılır. Engellenen port en yüksek hıza sahip port olur. Hızlar eşitse en yüksek MAC adresine sahip anahtar bağlantı noktası engellenecektir. Bu prensip, engellenmiş durumdan yönlendirme durumuna maksimum hızda geçecek bir bağlantı noktasını engellemenize olanak tanır.
Ağdaki maksimum cihaz sayısı
Bir ERR halkasındaki maksimum anahtar sayısı 200'dür.
ERR ve RSTP arasındaki etkileşim
RSTP, ERR ile birlikte kullanılabilir. Ancak RSTP halkası ve ERR halkası yalnızca bir anahtar aracılığıyla kesişmelidir.
Özet
ERR, tipik topolojileri düzenlemek için mükemmeldir. Örneğin bir yüzük veya kopyalanmış bir yüzük.
Bu tür topolojiler genellikle endüstriyel tesislerde yedeklilik için kullanılır.
Üstelik ERR'nin yardımıyla ikinci topoloji daha az güvenilir ancak daha uygun maliyetli bir şekilde uygulanabilir. Bu, yinelenen bir halka kullanılarak yapılabilir.
Ancak ERR'yi kullanmak her zaman mümkün değildir. Oldukça egzotik planlar var. Aşağıdaki topolojiyi müşterilerimizden biriyle test ettik.
Bu durumda ERR'nin uygulanması mümkün değildir. Bu şema için RSTP kullandık. Müşterinin yakınsama süresi konusunda katı bir gereksinimi vardı - 3 saniyeden az. Bu süreye ulaşmak için kök anahtarların (birincil ve yedek) yanı sıra manuel moddaki bağlantı noktalarının maliyetini de açıkça tanımlamak gerekiyordu.
Sonuç olarak ERR, yakınsama süresi açısından gözle görülür bir avantaja sahiptir ancak RSTP'nin sağladığı esnekliği sağlamaz.
Kaynak: habr.com