RSTP और मालिकाना विस्तारित रिंग अतिरेक के लिए कार्यान्वयन विवरण

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

RSTP कार्यान्वयन विवरण

सामान्य जानकारी

अभिसरण समय - 1-10 एस
संभव टोपोलॉजी - कोई भी

यह व्यापक रूप से माना जाता है कि RSTP आपको केवल रिंग में स्विच को संयोजित करने की अनुमति देता है:


लेकिन RSTP आपको स्विच को मनमाने ढंग से कनेक्ट करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, RSTP इस टोपोलॉजी को संभाल सकता है।



संचालन का सिद्धांत

RSTP किसी भी टोपोलॉजी को एक पेड़ तक कम कर देता है। स्विच में से एक टोपोलॉजी का केंद्र बन जाता है - रूट स्विच। रूट स्विच अधिकांश डेटा को स्वयं से गुजरता है।

RSTP के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है:

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

रूट स्विच चुनना

RSTP एक्सचेंज BPDU पैकेट को स्विच करता है। BPDU एक सर्विस पैकेज है जिसमें RSTP जानकारी होती है। BPDU दो प्रकार से आते हैं:

• कॉन्फ़िगरेशन BPDU।
• टोपोलॉजी परिवर्तन अधिसूचना।

टोपोलॉजी के निर्माण के लिए कॉन्फ़िगरेशन BPDU का उपयोग किया जाता है। केवल रूट स्विच इसे भेजता है। विन्यास BPDU शामिल हैं:

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

टोपोलॉजी चेंज नोटिफिकेशन को किसी भी स्विच द्वारा भेजा जा सकता है। टोपोलॉजी बदलने पर उन्हें भेजा जाता है।

स्विच करने के बाद, सभी स्विच स्वयं को मूल मानते हैं। वे BPDU पैकेट प्रसारित करना शुरू करते हैं। जैसे ही स्विच अपने से छोटे ब्रिज आईडी के साथ बीपीडीयू प्राप्त करता है, वह खुद को रूट मानने लगता है।

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


रूट स्विच के लिए एक रास्ता चुनना

रूट स्विच सभी सक्रिय बंदरगाहों को BPDU पैकेट भेजता है। BPDU का एक पाथ कॉस्ट फील्ड है। पाथ कॉस्ट का अर्थ है पथ की लागत। पथ की लागत जितनी अधिक होती है, उतनी देर तक पैकेट उस पर प्रसारित होता है। जब BPDU पोर्ट से गुजरता है, तो लागत को पथ लागत फ़ील्ड में जोड़ा जाता है। जोड़े गए नंबर को पोर्ट कॉस्ट कहा जाता है।



जब एक BPDU पोर्ट से गुजरता है, तो पथ लागत के लिए एक विशिष्ट मूल्य जोड़ता है। जो मूल्य जोड़ता है उसे पोर्ट कॉस्ट कहा जाता है और इसे मैन्युअल रूप से या स्वचालित रूप से निर्धारित किया जा सकता है। पोर्ट कॉस्ट मैन्युअल और ऑटोमैटिक दोनों तरह से निर्धारित की जा सकती है।

जब एक गैर-रूट स्विच में रूट के लिए कई वैकल्पिक पथ होते हैं, तो यह सबसे तेज़ चुनता है। वह इन रास्तों की पथ लागत की तुलना करता है। जिस पोर्ट से BPDU सबसे कम पाथ कॉस्ट के साथ आया था वह रूट (Root Port) बन जाता है।







स्वचालित रूप से निर्दिष्ट पोर्ट की लागत तालिका में पाई जा सकती है:

पोर्ट रोल और स्टेटस

स्विच पोर्ट की कई स्थितियाँ और पोर्ट भूमिकाएँ होती हैं।

पोर्ट स्टेटस (STP के लिए):

• विकलांग - निष्क्रिय।
• ब्लॉकिंग - बीपीडीयू को सुनता है, लेकिन प्रेषित नहीं करता है। डेटा संचारित नहीं करता है।
• सुनना - बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है। डेटा संचारित नहीं करता है।
• सीखना - बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है। डेटा ट्रांसफर की तैयारी - मैक एड्रेस टेबल में भर जाती है।
• अग्रेषण - डेटा प्रसारित करता है, सुनता है और BPDU को प्रसारित करता है।

एसटीपी अभिसरण समय 30-50 सेकंड है। स्विच चालू होने के बाद, सभी पोर्ट सभी स्थितियों से गुजरते हैं। प्रत्येक स्थिति में, पोर्ट कुछ सेकंड है। इस ऑपरेटिंग सिद्धांत के कारण, एसटीपी का इतना लंबा अभिसरण समय है। RSTP में पोर्ट की स्थिति कम है।

पोर्ट स्टेटस (RSTP के लिए):

• निस्संकोच - निष्क्रिय।
• डिसकशन - बीपीडीयू को सुनता है, लेकिन प्रेषित नहीं करता है। डेटा संचारित नहीं करता है।
• डिसकशन - बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है। डेटा संचारित नहीं करता है।
• सीखना - बीपीडीयू को सुनता है और प्रसारित करता है। डेटा ट्रांसफर की तैयारी - मैक एड्रेस टेबल में भर जाती है।
• अग्रेषण - डेटा प्रसारित करता है, सुनता है और BPDU को प्रसारित करता है।
• RSTP में, विकलांग, अवरुद्ध और सुनने की स्थिति को एक - संयुक्त रूप से जोड़ा जाता है।

पोर्ट रोल्स:

• रूट पोर्ट - पोर्ट जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित किया जाता है। यह रूट स्विच के लिए सबसे तेज़ मार्ग के रूप में कार्य करता है।
• पदनामित पोर्ट - पोर्ट जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित किया जाता है। प्रत्येक LAN खंड के लिए निर्धारित।
• वैकल्पिक पोर्ट - पोर्ट जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित नहीं होता है। यह रूट स्विच का एक वैकल्पिक मार्ग है।
• बैकअप पोर्ट - पोर्ट जिसके माध्यम से डेटा प्रसारित नहीं होता है। यह एक सेगमेंट के लिए बैकअप पथ है जहां RSTP समर्थन वाला एक पोर्ट पहले से जुड़ा हुआ है। बैकअप पोर्ट का उपयोग किया जाता है यदि स्विच के दो चैनल एक ही सेगमेंट (हब पढ़ें) से जुड़े हों।
• विकलांग बंदरगाह - इस बंदरगाह पर RSTP अक्षम है।

रूट पोर्ट चयन ऊपर वर्णित है। कैसे नामित बंदरगाह चुना जाता है?

सबसे पहले, आइए परिभाषित करें कि एक लैन खंड क्या है। LAN खंड एक टकराव डोमेन है। स्विच या राउटर के लिए, प्रत्येक पोर्ट एक अलग टक्कर डोमेन बनाता है। LAN खंड - स्विच या राउटर के बीच एक चैनल। यदि हम हब के बारे में बात करते हैं, तो हब सभी पोर्ट एक ही टक्कर के डोमेन में हैं।

केवल एक नामित पोर्ट एक सेगमेंट को सौंपा गया है।

सेगमेंट के मामले में जहां पहले से ही रूट पोर्ट हैं, सब कुछ स्पष्ट है। खंड का दूसरा बंदरगाह नामित पोर्ट बन जाता है।



लेकिन बैकअप चैनल हैं जहां एक नामित पोर्ट और एक वैकल्पिक पोर्ट होगा। उन्हें कैसे चुना जाएगा? नामित पोर्ट रूट स्विच के लिए सबसे छोटी पथ लागत के साथ बंदरगाह बन जाएगा। यदि पथ लागत समान हैं, तो नामित पोर्ट वह पोर्ट होगा जो सबसे कम ब्रिज आईडी के साथ स्विच पर रहता है। यदि ब्रिज आईडी समान है, तो नामित पोर्ट सबसे कम संख्या वाला पोर्ट बन जाता है। दूसरा पोर्ट अल्टरनेट होगा।





अंतिम क्षण शेष है: बैकअप भूमिका पोर्ट को कब सौंपी जाती है? जैसा कि पहले ही ऊपर उल्लेख किया गया है, बैकअप पोर्ट का उपयोग केवल तब किया जाता है जब स्विच के दो चैनल एक सेगमेंट से जुड़े होते हैं, अर्थात हब के लिए। इस मामले में, नामित पोर्ट बिल्कुल उसी मापदंड के अनुसार चुना गया है:

• रूट स्विच पर कम से कम पथ लागत।
• कम से कम ब्रिज आईडी।
• कम से कम पोर्ट आईडी।

नेटवर्क पर उपकरणों की अधिकतम संख्या

IEEE 802.1D मानक RSTP के साथ LAN में उपकरणों की संख्या पर सख्त आवश्यकताएं नहीं रखता है। लेकिन मानक एक शाखा में 7 से अधिक स्विच (7 हॉप से ​​अधिक नहीं) का उपयोग करने की सिफारिश करता है, अर्थात। रिंग में 15 से ज्यादा नहीं। यदि यह मान पार हो जाता है, तो नेटवर्क अभिसरण समय बढ़ना शुरू हो जाता है।

ईआरआर के कार्यान्वयन का विवरण।

सामान्य जानकारी

कन्वर्जेंस का समय

ईआरआर अभिसरण समय - 15 एमएस। अंगूठी में स्विच की अधिकतम संख्या और युग्मन के छल्ले की उपस्थिति के साथ - 18 एमएस।

संभव टोपोलॉजी

ईआरआर उपकरणों को RSTP के रूप में स्वतंत्र रूप से संयोजित करने की अनुमति नहीं देता है। ईआरआर में स्पष्ट टोपोलॉजी हैं जिनका आप उपयोग कर सकते हैं:

• अंगूठी
• डुप्लिकेट की गई अंगूठी
• तीन रिंग तक जोड़ी

अंगूठी



जब सभी स्विच ईआरआर में एक रिंग में एकजुट होते हैं, तो प्रत्येक स्विच पर उन पोर्ट को कॉन्फ़िगर करना आवश्यक है जो रिंग बिल्डिंग में भाग लेंगे।

डबल रिंग


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

डबल रिंग सीमाएँ:

• अन्य रिंगों के साथ स्विच करने के लिए एक डबल रिंग का उपयोग नहीं किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, रिंग कपलिंग का उपयोग करें।
• युग्मन रिंग के लिए एक डबल रिंग का उपयोग नहीं किया जा सकता है।

जोड़ी बजती है



जब नेटवर्क में बाँधना 200 से अधिक डिवाइस नहीं हो सकता है।

पेयरिंग रिंग का अर्थ है शेष रिंग को किसी अन्य रिंग में संयोजित करना।

यदि रिंग को एक स्विच के माध्यम से युग्मन की अंगूठी से जोड़ा जाता है, तो इसे छल्ले को एक स्विच के माध्यम से जोड़ा जाता है। यदि स्थानीय रिंग से दो स्विच युग्मिंग रिंग से जुड़े हैं, तो यह दो स्विच के माध्यम से जोड़ा जाएगा।

डिवाइस पर एक स्विच के माध्यम से युग्मित करते समय, दोनों पोर्ट सक्षम होते हैं। इस मामले में अभिसरण समय लगभग 15-17 एमएस होगा। इस जोड़ी के साथ, युग्मन स्विच विफलता का एक बिंदु होगा, क्योंकि इस स्विच के खो जाने से पूरी रिंग तुरंत खो जाती है। दो स्विच के माध्यम से युग्मन से बचा जाता है।





डुप्लिकेट रिंग्स का मिलान करना संभव है।



पथ नियंत्रण


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

यह सुविधा अनावश्यक केबल पर बचाता है। इसके अलावा, ट्रबलशूट के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला टोपोलॉजी हमेशा ज्ञात होगा।

मुख्य टोपोलॉजी 15 एमएस में बैकअप के लिए स्विच करती है। नेटवर्क रिकवरी के दौरान रिवर्स स्विचिंग में लगभग 30 ms लगेंगे।

प्रतिबंध:

• ड्यूल रिंग के साथ इस्तेमाल नहीं किया जा सकता।
• नेटवर्क में सभी स्विच पर फ़ंक्शन सक्षम होना चाहिए।
• स्विच में से एक पथ नियंत्रण विज़ार्ड के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है।
• रिकवरी के बाद मुख्य टोपोलॉजी में स्वत: संक्रमण डिफ़ॉल्ट रूप से 1 सेकंड के बाद किया जाता है (इस पैरामीटर को एसएनएमपी का उपयोग 0 एस से 99 एस तक की सीमा में किया जा सकता है)।

संचालन का सिद्धांत



ईआरआर काम सिद्धांत

उदाहरण के लिए, छह स्विचों पर विचार करें - 1-6। स्विच एक साथ बजते हैं। प्रत्येक स्विच रिंग से जुड़ने के लिए दो पोर्ट का उपयोग करता है और उनकी स्थिति को संग्रहीत करता है। पोर्ट स्टेटस को एक-दूसरे में बदल देता है। इस डिवाइस डेटा का उपयोग पोर्ट की प्रारंभिक स्थिति को सेट करने के लिए किया जाता है।


बंदरगाहों की केवल दो भूमिकाएँ हैं - अवरुद्ध और अग्रेषण ।

उच्चतम मैक पते के साथ स्विच पोर्ट को ब्लॉक करता है। रिंग के अन्य सभी पोर्ट डेटा ट्रांसमिट करते हैं।

यदि ब्लॉक किया गया पोर्ट काम करना बंद कर देता है, तो सबसे बड़ा मैक एड्रेस वाला अगला पोर्ट ब्लॉक हो जाता है।

बूट करने के बाद, रिंग प्रोटोकॉल प्रोटोकॉल यूनिट (R-PDU) को भेजना शुरू कर देते हैं। आर-पीडीयू मल्टीकास्ट का उपयोग करके प्रेषित किया जाता है। R-PDU एक सेवा संदेश है, जैसे RSTP में BPDUs। R-PDU में स्विच और इसके मैक एड्रेस के पोर्ट स्टेटस होते हैं।

चैनल विफलता एल्गोरिथम
जब कोई लिंक विफल होता है, तो स्विच उन्हें पोर्ट स्थिति परिवर्तन की सूचना देने के लिए R-PDU भेजते हैं।

चैनल रिकवरी एल्गोरिदम
जब एक विफल चैनल को ऑपरेशन में रखा जाता है, तो पोर्ट स्थिति में बदलाव के बारे में सूचित करने के लिए स्विच एक आर-पीडीयू भेजते हैं।

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

एक विफल चैनल एक बैकअप बन जाता है।











पुनर्प्राप्ति के बाद, चैनल पोर्ट में से एक अवरुद्ध रहता है, और दूसरा आगे की स्थिति में डाल दिया जाता है। एक अवरुद्ध बंदरगाह उच्चतम गति वाला बंदरगाह बन जाता है। यदि गति समान हैं, तो उच्चतम मैक पते के साथ स्विच पोर्ट अवरुद्ध हो जाएगा। यह सिद्धांत आपको एक बंदरगाह को अवरुद्ध करने की अनुमति देता है जो अधिकतम गति पर अग्रेषित करने के लिए अवरुद्ध से जाता है।



नेटवर्क पर उपकरणों की अधिकतम संख्या

एक ईआरआर रिंग में स्विच की अधिकतम संख्या 200 है।

ईआरआर और आरएसटीपी की इंटरऑपरेबिलिटी

RSTP का उपयोग ERR के साथ संयोजन में किया जा सकता है। लेकिन RSTP रिंग और ERR रिंग को केवल एक स्विच से पार करना होगा।



सारांश

ईआरआर विशिष्ट टोपोलॉजी के आयोजन के लिए बहुत अच्छा है। उदाहरण के लिए, एक अंगूठी या एक नकली अंगूठी।





इसी तरह की टोपोलॉजी का उपयोग अक्सर औद्योगिक सुविधाओं में अतिरेक के लिए किया जाता है।

इसके अलावा, ईआरआर की मदद से, दूसरी टोपोलॉजी को कम मज़बूती से लागू किया जा सकता है, लेकिन अधिक बजटीय रूप से। यह एक डुप्लिकेट रिंग का उपयोग करके किया जा सकता है।



लेकिन ईआरआर को लागू करना हमेशा संभव नहीं होता है। काफी विदेशी योजनाएं हैं। हमारे ग्राहकों में से एक के साथ, हमने निम्नलिखित टोपोलॉजी का परीक्षण किया।



इस मामले में, ईआरआर को लागू करना संभव नहीं है। ऐसी योजना के लिए, हमने RSTP का उपयोग किया। ग्राहक को 3 एस से कम समय का एक सख्त अभिसरण समय की आवश्यकता थी। इस समय को प्राप्त करने के लिए, रूट स्विच (प्राथमिक और बैकअप), साथ ही मैनुअल मोड में बंदरगाहों की लागत को स्पष्ट रूप से पहचानना आवश्यक था।

नतीजतन, ईआरआर अभिसरण समय में उल्लेखनीय रूप से जीतता है, लेकिन आरएसटीपी जो लचीलापन प्रदान करता है वह प्रदान नहीं करता है।