Shortest Path Bridging ( SPB , shortest path bridging), standardizovaný IEEE jako 802.1aq , je síťová technologie, která zjednodušuje konstrukci a konfiguraci sítí a využívá výhody vícecestného směrování.
Přemostění nejkratší cesty je moderní alternativou ke staré rodině protokolů spanning tree (IEEE 802.1D STP , IEEE 802.1w RSTP , IEEE 802.1s MSTP ), které mohou používat pouze jednu cestu k předávání provozu do kořenového mostu a blokovat jakékoli alternativní cesty. , protože to může vést k vytvoření síťové smyčky na 2. úrovni. SPB na druhou stranu aktivně využívá všechny dostupné předávací cesty se stejnými „náklady“ (equal cost multipathing) a umožňuje budovat mnohem větší topologie na 2. úrovni (až 16 milionů služeb, což je mnohem více než tradiční limit 802.1Q na 4 096 virtuálních sítí / VLAN ). Má také velmi rychlé časy konvergence a zvyšuje efektivitu topologií mesh využitím větší šířky pásma mezi všemi zařízeními a vyšší odolností proti chybám, jak provoz využívá a balancuje napříč všemi dostupnými předávacími cestami v síti mesh. Pro zvýšení spolehlivosti může přístupová vrstva v SPB využívat technologie agregace spojů, jako je standard 802.1AX nebo proprietární implementace mechanismů MC-LAG .
SPB umožňuje nasazení logických ethernetových sítí nad fyzickou ethernetovou infrastrukturu pomocí protokolu stavu připojení k propagaci fyzické topologie i členství v logické/virtuální síti. Pakety jsou zapouzdřeny na okraji buď v rámci 802.1ah MAC-in-MAC , nebo v rámcích označených 802.1Q / 802.1ad a jsou přenášeny pouze do jiných členů stejné logické sítě. Podporováno je jednosměrové, vícesměrové a všesměrové předávání a veškeré směrování se provádí po symetrických (dopředných a zpětných) nejkratších cestách.
Řídicí rovina je založena na protokolu IS-IS ( Intermediate System to Intermediate System ) a využívá malý počet rozšíření definovaných ve standardu RFC 6329 .
V prosinci 2011 byl JITC vyhodnocen Shortest Path Bridging (SPB) a schválen pro nasazení v rámci Ministerstva obrany USA kvůli jednoduchosti integrovaného OA&M a kompatibilitě se současnými protokoly [1] . V březnu 2012 schválila IEEE nový standard 802.1aq [2] .
802.1aq je vrstva řízení stavu spojení pro všechny IEEE VLAN popsané v IEEE 802.1Q [3] . SPBV (Shortest Path Bridging - VID) poskytuje zpětnou kompatibilitu s technologiemi spanning tree . SPBM (Shortest Path Bridging - MAC, dříve známý jako SPBB) poskytuje další hodnoty, které využívají schopnosti poskytovatelů páteřních mostů (PBB). SPB (obecný termín pro oba) kombinuje ethernetové datové spojení (nebo IEEE 802.1Q v případě SPBV nebo Provider Backbone Bridge (PBB) IEEE 802.1ah v případě SPBM) s protokolem řízení stavu spojení IS-IS fungujícím mezi nejkratšími cestní mosty (odkazy NNI ). Směrovací protokol link-state se používá k objevování a šíření topologie sítě a výpočtu stromů nejkratších cest ze všech mostů v regionu SPB.
V SPBM Backbone MAC (B-MAC), adresy zúčastněných uzlů. Běžná je také služba informací o členech pro rozhraní k nezúčastněným zařízením (UNI porty). Data topologie jsou vstupem do řešiče, který vypočítává symetrické stromy nejkratších cest na základě minimálních nákladů z každého zúčastněného uzlu do všech ostatních zúčastněných uzlů. V SPBV tyto stromy poskytují strom nejkratší cesty, kde lze zjistit individuální MAC adresu a přidělit členství ve skupině. V SPBM se pak stromy nejkratších cest používají k naplnění předávacích tabulek pro jednotlivé adresy B-MAC každého členského uzlu a pro adresy skupiny; Stromy skupinového vícesměrového vysílání jsou podstromy výchozího stromu nejkratší cesty tvořené dvojicí (Zdroj, Skupina). V závislosti na topologii je možných několik různých stejných vícecestných stromů a SPB podporuje různé algoritmy pro každou instanci IS-IS .
V SPB, stejně jako v jiných protokolech stavu spojení, jsou výpočty prováděny distribuovaným způsobem. Každý uzel vypočítává chování předávání vyhovující Ethernetu nezávisle na základě obecně synchronizovaného celkového pohledu na síť (na stupnici přibližně 1000 uzlů nebo méně) a servisních spojovacích bodů (UNI porty). Databázové tabulky filtrování Ethernetu se naplňují lokálně, nezávisle a deterministicky implementují svou část předávacího chování sítě.
Dvě různé varianty datového spojení dávají vzniknout dvěma mírně odlišným verzím tohoto protokolu. One (SPBM) je určeno tam, kde je vyžadována úplná izolace mnoha jednotlivých instancí klientských LAN a jejich přidružených MAC adres zařízení, a proto využívá plné zapouzdření (MAC-in-MAC aka IEEE 802.1ah ). Druhý (SPBV) je určen tam, kde taková izolace MAC adres klientských zařízení není potřeba a pouze znovu používá existující značku VLAN alias IEEE 802.1Q na zúčastněných (NNI) linkách.
Chronologicky SPBV přišel jako první s projektem původně koncipovaným k řešení škálovatelnosti a konvergence MSTP .
Jak postupovala specifikace Provider Backbone Bridging, bylo zřejmé, že posílení datové vrstvy PBB a vrstvy řízení stavu spojení by značně rozšířilo možnosti a aplikace Ethernetu.
Tyto dvě varianty (SPBV a SPBM) budou popsány samostatně, ačkoli rozdíly jsou téměř výhradně v datové vrstvě.
Přemostění nejkratší cesty zahrnuje stromy nejkratších cest pro přemostění VLAN, všechny datové vrstvy IEEE 802.1 a SPB je obecný termín. V poslední době byla věnována velká pozornost SPBM kvůli jeho schopnosti spravovat novou datovou vrstvu PBB a využívat určité funkce, jako je eliminace potřeby provádět školení B-MAC a automaticky vytvářet individuální (unicast) a skupinové (multicast) stromy. SPBV byl vlastně původní projekt, který se snažil umožnit ethernetovým VLAN lépe využívat mesh sítí.
Hlavním rysem přemostění Shortest Path je schopnost používat stavy propojení IS-IS k učení topologie sítě. V SPBV je mechanismus používaný k identifikaci stromu použití jiného VLAN ID s nejkratší cestou (VID) pro každý zdrojový most. Topologie IS-IS se používá k přidělování jedinečných SPVID a umožňuje přenos nejkratší cestou pro jednotlivé a vícesměrové adresy. SPB, původně zamýšlený pro malé konfigurace sítě s nízkou úrovní, se vyvinul ve větší projekt pokrývající poslední vrstvu řízení poskytovatele pro SPBV a vyjednávání o konceptu datové vrstvy Ethernet. Zastánci SPB věří, že Ethernet může využívat stav spojení a udržovat atributy, které z Ethernetu udělaly jednu z nejkomplexnějších technologií přenosu datové vrstvy. Když mluvíme o Ethernetu, jedná se o vrstvu 2 formátu rámce definovaného standardy IEEE 802.3 a IEEE 802.1 . Přemostění IEEE 802.1Q Ethernet VLAN je paradigma předávání rámců, které plně podporuje protokoly vyšší úrovně, jako je IP.
SPB definuje oblast nejkratší cesty, která je hranicí topologie nejkratší cesty a zbytku topologie VLAN (což může být libovolný počet starších mostů). SPB funguje tak, že se učí schopné mosty SPB a rozšiřuje rozsah tak, aby zahrnoval schopné mosty SPB, které mají stejnou kolekci konfigurace Base VID a MSTID (přidělení VID pro účely SPB).
SPBV vytváří stromy nejkratších cest, které podporují vyhýbání se smyčce a navíc podporují redukci smyčky na SPVID. SPBV stále umožňuje učit se o ethernetových MAC adresách, ale může přidělovat multicastovou adresu, kterou lze použít k ořezání stromů nejkratších cest podle členství v multicastu buď prostřednictvím MMRP, nebo přímo pomocí distribuce multicastového členství IS-IS.
SPBV vytváří stromy nejkratších cest, ale také spolupracuje se staršími mosty, které implementují Rapid Spanning Tree Protocol a Multiple Spanning Tree Protocol. SPBV používá metody z MSTP realms k interakci s non-SPB sfér, chová se logicky jako velký distribuovaný most, který se dívá mimo sféru.
SPBV podporuje stromy nejkratších cest, ale SPBV také vytváří kostru, která je vypočítána z databáze stavu propojení a používá Base VID. To znamená, že SPBV může použít tento tradiční spanning tree k výpočtu Common and Internal Spanning Tree (CIST). CIST je výchozí strom používaný k interakci s jinými staršími mosty. Slouží také jako záložní strom v případě problémů s konfigurací SPBV.
SPBV bylo navrženo tak, aby zvládlo střední počet mostů. SPBV se liší od SPBM, ve kterém se MAC adresy učí na všech mostech, které leží na nejkratší cestě, a používá se sdílené učení VLAN, protože cíl MAC může být spojen s více SPVID. SPBV se učí všechny MACy, které jsou přesměrovány i mimo oblast SPBV.
SPBM znovu používá datovou vrstvu PBB, která nevyžaduje páteřní jádrové mosty (BCB) k učení zapouzdřených klientských adres. Na okraji sítě C-MAC (klient) byly naučeny adresy. SPBM je velmi podobný PLSB v používání stejných datových a řídicích vrstev, ale formát a obsah řídicích zpráv v PLSB nejsou kompatibilní.
Jednotlivé rámce MAC (jednosměrový provoz) z připojeného ethernetového zařízení, které jsou přijímány na SPBM edge, jsou zapouzdřeny do hlavičky PBB (mac-in-mac) IEEE 802.1ah a poté procházejí sítí IEEE 802.1aq beze změny, dokud nejsou zbaveny zapouzdření. protože pocházejí zpět do nezúčastněné připojené sítě na opačné straně zúčastněné sítě.
Ethernetové cílové adresy (z připojených zařízení s portem UNI) se učí přes logickou LAN a jsou předány odpovídající zúčastněné B-MAC adrese, aby dosáhly vzdáleného ethernetového cíle. Tímto způsobem se ethernetové MAC adresy nikdy nevyhledávají v jádru sítě IEEE 802.1aq. Při porovnání SPBM a PBB je chování téměř totožné se sítí IEEE 802.1ah PBB. PBB nespecifikuje, jak se B-MAC adresy učí, a PBB může používat spanning tree ke správě B-VLAN. V SPBM je hlavní rozdíl v tom, že adresa B-MAC je přidělena nebo vypočítána v řídicí rovině, což eliminuje učení B-MAC v PBB. SPBM také zaručuje, že sledovaná trasa je stromem nejkratší cesty.
Dopředné a zpětné cesty používané pro provoz unicast a multicast v síti IEEE 802.1aq jsou symetrické. Tato symetrie umožňuje IEEE 802.1ag normálním ethernetovým poruchovým zprávám nepřetržitosti (CFM) fungovat beze změny pro SPBV a SPBM a má požadované vlastnosti s ohledem na časovací protokoly, jako je PTP verze 2 . Stávající zamezení ethernetové smyčky je také rozšířeno o redukci smyčky, aby byla zajištěna rychlá konvergence datové vrstvy.
Multicastová adresa a neznámé cílové jednotlivé rámce jsou optimálně předávány pouze členům stejné ethernetové služby. IEEE 802.1aq podporuje vytváření tisíců ethernetových logických služeb ve formě konstrukcí E-LINE, E-LAN nebo E-TREE, které se vytvářejí mezi nezúčastněnými logickými porty v síti IEEE 802.1aq. Tyto pakety adres vícesměrového vysílání jsou zapouzdřeny hlavičkou PBB, která indikuje zdrojovou účastnickou adresu v SA, zatímco DA udává, že se má vysílat lokálně relevantní adresa výběrového vysílání rámce a který zdrojový most rámec vytvořil. Tabulky předávání vícesměrového vysílání IEEE 802.1aq jsou vytvořeny na základě výpočtu tak, že každý most, který je na nejkratší cestě mezi párem mostů, které jsou členy stejné skupiny služeb, vytvoří správný stav FDB pro předávání nebo replikaci rámců, které členové této skupiny skupina obdrží služby. Protože výpočty adres vícesměrového vysílání vytvářejí stromy nejkratších cest, existuje pouze jedna kopie paketu vícesměrového vysílání na libovolném daném spoji. Protože pouze mosty na nejkratší cestě mezi zúčastněnými logickými porty vytvářejí stav FDB, vícesměrové vysílání efektivně využívá síťové zdroje.
Vlastní operace předávání vícesměrových adres funguje víceméně identicky s klasickou ethernetovou kombinací B-DA+B-VID je vyhledána pro nalezení výstupní sady dalších skoků. Jediný rozdíl oproti klasickému Ethernetu je v tom, že u zúčastněných bridge B-MAC adres je zakázáno zpětné učení a je nahrazeno kontrolou a zahazováním (když na příchozí rozhraní dorazí rámec z neočekávaného zdroje). Učení je však implementováno na okrajích stromu výběrového vysílání SPBM, aby se naučil B-MAC proti MAC adrese pro správné zapouzdření jednotlivých rámců v opačném směru (když pakety dorazí na rozhraní).
Správně implementovaná síť IEEE 802.1aq může podporovat až 1 000 zúčastněných mostů a poskytovat 10 000 služeb E-LAN na vrstvě 2 ethernetovým zařízením. To lze provést jednoduchou konfigurací portů směřujících k ethernetovým zařízením tak, aby indikovaly, že jsou členy této služby. Jak budou noví členové přicházet a odcházet, protokol IS-IS bude šířit změny členství v I-SID a výpočty budou růst nebo zmenšovat stromy v síti členských uzlů, jak to bude nutné k udržení efektivní vlastnosti vícesměrového vysílání pro tuto službu.
IEEE 802.1aq má tu vlastnost, že při příchodu nebo odchodu nového bodu připojení je třeba konfigurovat pouze kotevní bod služby. Stromy generované výpočty budou automaticky rozšiřovány nebo zkráceny podle potřeby pro zachování spojení. Některé existující implementace používají tuto vlastnost k automatickému (na rozdíl od konfigurace) k přidávání nebo odebírání bodů připojení pro duální síťové technologie, jako jsou kruhy, aby se zachoval optimální tok paketů mezi nezúčastněným kruhovým protokolem a sítí IEEE 802.1aq aktivací sekundárního připojení. bodu a deaktivací hlavního přípojného bodu.
SPBV i SPBM zdědí klíčové výhody směrování stavu propojení:
Failover nastává podle normálního IS-IS s rozšířeným selháním spojení a jsou provedeny nové výpočty, které vedou k novým tabulkám FDB. Protože tímto protokolem nejsou šířeny ani známy žádné ethernetové adresy, jádro SPBM nevyžaduje žádné přeučení a jeho naučená zapouzdření nejsou ovlivněna skokem nebo selháním spojení.
Rychlé převzetí služeb při selhání dokáže detekovat selhání za běhu pomocí zpráv IEEE 802.1ag Continuity Check Messages (CCM) , které testují stav připojení a hlásí selhání protokolu IS-IS. To umožňuje mnohem rychlejší detekci selhání, než by bylo jinak možné pomocí mechanismů pro ztrátu IS-IS hello message.
SPBV i SPBM zdědily rychlou konvergenci stavu spojení řídicí roviny. Zvláštním atributem SPBM je jeho schopnost rekonstruovat multicastové stromy v podobném čase jako unicastová konvergence, protože je nahrazena výpočtem toho, co signalizovalo. Když most SPBM provedl výpočty v databázi topologie, ví, zda se jedná o nejkratší cestu mezi kořenem a jedním nebo více listy SPT, a může podle toho nastavit stav. Konvergence není přeskočena inkrementálním zjišťováním mostního místa na stromě vícesměrového vysílání pomocí samostatných signalizačních transakcí. SPBM na uzlu však nepracuje zcela nezávisle na svých protějšcích a vyjednává aktuální topologii sítě se svými vrstevníky. Tento velmi účinný mechanismus využívá výměnu jediného pohledu na stav propojení pokrývající celý síťový pohled a nevyžaduje dohodu o každé cestě ke každému kořenu zvlášť. Výsledkem je, že množství zpráv pro konvergenci sítě je úměrné přírůstkové změně topologie spíše než počtu stromů vícesměrového vysílání v síti. Jednoduchá odkazová událost, která může změnit mnoho stromů, je odeslána signalizující pouze událost odkazu; sekvenční konstrukce stromu se provádí lokálním výpočtem v každém uzlu. Přidání jednoho přístupového bodu služby k instanci služby zahrnuje pouze inzerci I-SID bez ohledu na počet stromů. Podobně odstranění mostu, které by mohlo zahrnovat přestavbu stovek až tisíců stromů, bylo hlášeno pouze s několika aktualizacemi stavu odkazů.
Komerční nabídky pravděpodobně nabídnou SPB pro zpoždění více podvozků. V tomto prostředí se rámce vícepolohového přepínače objevují, protože rovinu ovládá jeden přepínač na SPB a více spojení mezi dvojicemi rámců se jeví jako agregované spojení. V tomto kontextu není jediné selhání spojení nebo uzlu vidět řídicí rovinou a je zpracováno lokálně a končí v době obnovy 50 ms.
802.1aq staví na všech stávajících Ethernet OA&M . Protože 802.1aq zajišťuje, že jeho unicastové a multicastové pakety pro danou VLAN sledují stejnou dopřednou i zpětnou cestu a používají plně standardní zapouzdření 802, všechny metody 802.1ag a Y.1731 fungují v síti 802.1aq beze změny.
Nejprve je definováno šestnáct cest ECMT, ale existuje mnohem více možných. ECMT v síti IEEE 802.1aq je předvídatelnější než u IP nebo MPLS díky symetrii mezi dopřednou a zpětnou cestou. Volba, která cesta ECMT bude použita, je rozhodnutí přiřazené operátorovi, zatímco u IP/MPLS je to místní/hashované rozhodnutí.
IEEE 802.1aq, když čelí volbě mezi dvěma stejnými referenčními cenami trasy, používá pro svou první asociaci ECMT, která prolomí algoritmus, následující logiku: za prvé, pokud je jedna cesta kratší než druhá z hlediska skoků, bude zvolena kratší cesta. , jinak bude vybrána cesta s minimálním identifikátorem mostu {BridgePriority spojené s (IS-IS SysID)}. Další algoritmy ECMT jsou vytvořeny jednoduše pomocí známých permutací BridgePriority || SysIds. Například druhý definoval algoritmus ECMT, používá cestu s minimální inverzí BridgeIdentifier a lze jej považovat za cestu s maximálním ID uzlu. Pro SPBM je každá permutace instance jiné B-VID. Horní hranice vícecestných permutací je omezena počtem B-VID delegovaných na operaci 802.1aq na maximálně 4094, i když počet užitečných permutací cest by vyžadoval zlomek dostupného prostoru B-VID. Čtrnáct dalších algoritmů ECMT je definováno pomocí různých bitových masek aplikovaných na BridgeIdentifiers. Protože BridgeIdentfier obsahuje pole priority, je možné upravit chování ECMT změnou BridgePriority nahoru nebo dolů.
Služba je k tomuto ECMT B-VID přiřazena na okraji sítě konfigurací. V důsledku toho jsou pakety, které se nezúčastní, přidružené k této službě, zapouzdřeny s VID přidruženým k požadovanému ECMT zády k sobě. Veškerý provoz unicast a skupinový adresový provoz spojený s touto službou bude používat správný ECMT B-VID a bude přenášen symetricky od jednoho konce k druhému za stejnou cenu. Operátor v podstatě rozhoduje, které služby vstoupí do cest ECMT, na rozdíl od řešení hash používaného v jiných systémech, jako je IP/MPLS. Stromy mohou podporovat agregaci odkazů (LAG ) skupiny v „větevním“ segmentu stromu, kde dochází k určité formě hashování.
Toto symetrické a husté chování ECMT poskytuje IEEE 802.1aq velmi předvídatelné chování a z inženýrských nástrojů může přesně modelovat přesné datové toky. Toto chování je také výhodné pro sítě, kde je důležitá jediná cesta měření zpoždění. Je to proto, že jedna cesta zpoždění může být přesně vypočtena jako 1/2 zpoždění tam a zpět. Takové výpočty jsou používány časovými protokoly, jako je IEEE 1588 pro synchronizaci frekvence a denní doby, která je vyžadována mezi zdroji hodin a bezdrátovými základnovými stanicemi.
Níže jsou uvedeny tři obrázky [5,6,7], které ukazují chování 8 a 16 ECT v různých topologiích sítě. Toto jsou složené objekty 802.1aq screenshotů síťového emulátoru, fialová ukazuje zdroj a cíl je žlutá, růžová ukazuje všechny vypočítané a dostupné nejkratší cesty. Čím tlustší čára, tím více použití zkratek tohoto odkazu. Animace ukazují tři různé sítě, které mají více zdrojových a cílových párů, které se neustále mění, aby pomohly vizualizovat, co se děje.
Algoritmy ECMT lze téměř rozšířit o neprůhledná data, což umožňuje rozšíření nad rámec základních 16 algoritmů víceméně neomezeně dlouho. Očekává se, že další skupiny norem nebo dodavatelé provedou změny v aktuálně definovaných algoritmech, aby se přizpůsobily chování různých stylů sítí. Očekává se, že četné modely sdílených stromů budou také definovány jako chování hop hash ve stylu ECMP založené na přeskakování. všechna definovaná VID a algoritmy, kterými se každý uzel zavazuje dodržovat.
Budeme pracovat na malém příkladu se zaměřením na stromy nejkratších cest pro unicast a multicast.
Síť zobrazená níže [na obrázku 1] se skládá z 8 zúčastněných uzlů očíslovaných 0 až 7. Jednalo by se o přepínače nebo směrovače s protokolem IEEE 802.1aq. Každý z 8 zúčastněných uzlů má mnoho sousedních uzlů očíslovaných 1 až 5. Ty by pravděpodobně odpovídaly indexům rozhraní nebo případně číslům portů. Protože 802.1aq nepodporuje paralelní rozhraní, každé rozhraní odpovídá sousedství. Indexy portů/rozhraní jsou lokální a zobrazené, protože výstup výpočtu vytváří index rozhraní (v případě unicast) nebo sadu indexů rozhraní (v případě multicast), které jsou součástí databáze pro předávání (FIB) spolu s cílová MAC adresa a trunk VID .
Obrázek 1 je příkladem uzlů, odkazů a indexů rozhraní.
Výše uvedená síť má plně mřížkované vnitřní jádro se čtyřmi uzly (0..3) a pak čtyřmi vnějšími uzly (4, 5, 6 a 7), z nichž každý je umístěn s dvojicí vnitřních uzlů.
Obvykle, když uzly dorazí z továrny, mají MAC adresu, která se stane ID uzlu, ale pro účely tohoto příkladu budeme předpokládat, že uzly mají MAC adresy ve tvaru 00:00:00:00:N: 00, kde N je ID hostitele (0..7) z obrázku 1. To znamená, že hostitel 2 má MAC adresu 00:00:00:00:02:00. Uzel 2 je připojen k uzlu 7 (00:00:00:00:07:00) přes rozhraní/5.
Protokol IS-IS funguje na všech zobrazených spojích mezi zúčastněnými uzly. Protokol IS-IS hello má několik dodatků k 802.1aq včetně informací o trunkových VID, které bude protokol používat. Budeme předpokládat, že se dopravce rozhodl pro tuto instanci 802.1aq v této síti použít trunk VID 101 a 102.
Uzel použije svou MAC adresu jako IS-IS SysId a připojí se k jediné vrstvě IS-IS a vymění si pakety stavu spojení (LSP v terminologii IS-IS). LSP budou obsahovat informace o uzlu a propojí je tak, aby se každý uzel naučil úplnou topologii sítě. Protože jsme v tomto příkladu neurčili váhy odkazů, protokol IS-IS vybere výchozí metriku spojení pro všechny odkazy, takže veškeré směrování bude představovat minimální počet skoků.
S otevřenou topologií je dalším krokem distribuovaný výpočet unicastových tras jak pro ECMP VID, tak pro populaci unicastových předávacích tabulek (FIB).
Obrázek 2 - Dva ECMP jsou propojeny spojením mezi uzly 7 a 5.
Zvažte trasu z uzlu 7 do uzlu 5: existuje mnoho cest se stejnými náklady. 802.1aq specifikuje, jak vybrat dvě z nich: první je označována jako cesta Low PATH ID. Toto je cesta, která má na sobě minimální ID uzlu. V tomto případě je Low PATH ID 7->0->1->5 (jak je znázorněno červeně na obrázku 2). Každý uzel na této cestě proto pětkrát vytvoří přesměrovací záznam na MAC adresu uzlu pomocí prvního ECMP VID 101. Na druhou stranu 802.1aq definuje druhý algoritmus pro přerušení asociace ECMP nazvaný High PATH ID. Toto je cesta s nejvyšším ID uzlu a v příkladu je cesta 7->2->3->5 (zobrazeno modře na obrázku 2). Proto uzel 7 bude mít FIB, která mimo jiné specifikuje:
Uzel 5 bude mít ve svém FIB přesnou inverzi:
Mezilehlé uzly budou také produkovat logické výsledky, takže například uzel 1 by měl následující položky:
A uzel 2 bude mít následující položky:
Pokud bychom měli v uzlu 7 připojené nezúčastněné zařízení, které by mluvilo s nezúčastněným zařízením v uzlu 5 (například zařízení A mluví se zařízením C na obrázku 3), poslalo by jeden z těchto zkratek pomocí MAC- zapouzdřený rám in-MAC . Záhlaví MAC na kterémkoli z odkazů NNI by zobrazovalo externí zdrojovou adresu 00:00:00:70:00, externí cílovou adresu 00:00:00:50:00 a BVID, 101 nebo 102, v závislosti na na kterém je vybrána sada pro nezúčastněné porty/vid. Záhlaví, jakmile je vloženo do uzlu 7, přijaté z uzlu A, by se na žádném z linek nezměnilo, dokud odchozí paket nedosáhl zařízení C v uzlu 5. Všechna zúčastněná zařízení by provedla jednoduché vyhledávání DA+VID k určení odchozího rozhraní, a také by ověřil, že příchozí rozhraní je vhodným dalším skokem pro SA+VID paketu. Zúčastněné adresy uzlů 00:00:00:00:00:00... 00:00:00:07:00 se nikdy nepamatují, pouze je IS-IS šíří jako SysId uzlu.
Unicast přesměrování na nezúčastněného klienta (např. A, B, C, D na obrázku 3) adresu je možné, když první skok zúčastněného uzlu (např. 7) je schopen zjistit, který k poslednímu skoku zúčastněného uzlu (např. 5 ) je připojen k požadovanému nezúčastněnému uzlu (např. C). Vzhledem k tomu, že tyto informace nejsou zahrnuty v IEEE 802.1aq, je třeba je zjistit. Mechanismus učení je identický s IEEE 802.1ah , ve kterém je odpovídající externí unicast MAC DA, pokud není znám, nahrazen multicastovým DA, a když je přijata odpověď, SA nám sdělí DA, aby dosáhl nezúčastněného uzlu, který přijal odpověď, např. uzel 7 zjistí, že C bylo dosaženo uzlu 5.
Obrázek 3
Protože chceme seskupit sady nezúčastněných portů do služeb a zabránit jim ve vzájemném vícesměrovém vysílání dat, IEEE 802.1aq poskytuje mechanismus prostřednictvím zdroje, služby vícesměrového vysílání, a definuje speciální formát cílové adresy vícesměrového vysílání, který to zajišťuje. Vzhledem k tomu, že adresa vícesměrového vysílání musí jednoznačně identifikovat strom, a protože na každý zdroj existuje strom prostřednictvím jedinečné služby, adresa vícesměrového vysílání obsahuje dvě složky: složku služby v nízkém řádu 24 bitů a jedinečný identifikátor celé sítě ve vysokém řádu. 22 bitů. Protože se jedná o adresu vícesměrového vysílání, je nastaven bit vícesměrového vysílání, a protože pro tyto odvozené adresy nepoužíváme standardní prostor OUI, je bit Local 'L' nastaven tak, aby tyto adresy vymezil. Na obrázku 3 je to znázorněno pomocí DA = [7, O], kde 7 představuje pakety pocházející z uzlu 7 a barevné O představuje službu E-LAN , jejíž rozsah je omezen.
Před vytvořením vícesměrového vysílání pro službu musí být hostitelé s porty směřujícími k této službě specifikováni jako členové. Například uzly 7,4,5 a 6 jsou uvedeny jako členové dané služby, jako je služba 200, a že by pak měly používat bvid 101. To je šířeno ISIS a všechny uzly poté provedou výpočet SPBM, aby určily, zda účastní se jako uzel na hlavě, jako konečný díl nebo tandemový bod mezi další hlavou a konečnými díly v podání. Protože uzel 0 je tandem mezi uzly 7 a 5, vytváří záznam pro předávání paketů z uzlu 7 na této službě do uzlu 5. Podobně, protože se jedná o tandem mezi uzly 7 a 4, vytváří stav předávání z uzlu 7 pro pakety. v této službě do uzlu 4 to má za následek skutečnou položku vícesměrového vysílání, kde má DA/VID piny na dvou rozhraních 1 a 2. Na druhou stranu uzel 2 je v této službě pouze na jedné nejkratší cestě a vytváří pouze jednu přesměrování záznamu z uzlu 7 do uzlu 6 pro balíčky v této službě.
Obrázek 3 ukazuje pouze jednu službu E-LAN a pouze strom od jednoho z členů, avšak velmi velký počet služeb E-LAN® s členstvím 2 ke každému uzlu v síti může být podporován šířením. členství, výpočet chování tandemu, generování známých adres vícesměrového vysílání a naplňování FIB. Jedinými skutečnými limitujícími faktory jsou velikost FIB tabulky a výpočetní výkon jednotlivých zařízení, obojí každým rokem skokově narůstá.
802.1aq nešíří provoz na principu hop-by-hop. Místo toho 802.1aq umožňuje přiřazení ISID (služby) k VID na okraji sítě. VID bude odpovídat přesně jedné z možných sad nejkratších cest v síti a nikdy se neodchýlí od daného směrování. Pokud mezi různými uzly existuje přibližně 10 nejkratších cest, můžete různým cestám přiřadit různé služby a vědět, že provoz pro danou službu bude sledovat přesně danou cestu. Tímto způsobem lze snadno přiřadit provoz na požadovanou nejkratší cestu. Pokud se jedna z cest zahltí, je možné přesunout některé služby od těchto zkratek přeřazením ISID služby k jinému, méně zahlcenému, VID na okrajích sítě.
Deterministická povaha směrování značně usnadňuje predikci/výpočet/experimentaci zatížení sítě offline, protože skutečné cesty nezávisí na obsahu hlaviček paketů kromě VLAN ID.
Obrázek 4 ukazuje čtyři různé cesty se stejnými náklady mezi uzly 7 a 5. Operátor může dosáhnout relativně dobré rovnováhy provozu mezi uzly [0 a 2] a [1 a 3] přiřazením služeb v uzlech 7 a 5 jednomu z čtyři požadovaná VID . Při více než 4 cestách ECT v síti je pravděpodobné, že budou použity všechny 4. Rovnováhu lze také dosáhnout mezi uzly 6 a 5 podobným způsobem.
Obrázek 4
Pokud operátor nechce ručně přiřazovat služby k nejkratším cestám, pak je pro poskytovatele přepínače snazší nechat jednoduchý hash ISID na jeden z dostupných VIDS dát stupeň neinženýrského šíření. Například ISID modulo počet ECt-VID lze použít k výběru skutečného relativního VID k použití.
Pokud cesty ECT nejsou dostatečně různorodé, operátor má možnost upravit vstupy distribuovaného algoritmu ECT tak, aby aplikovaly přitažlivost nebo averzi z daného uzlu na základě priority můstku uzlu. Můžete experimentovat s offline nástroji, dokud nedosáhnete požadovaných tras, a poté lze ISID přesunout do výsledných tras.
Pohled na animaci na obrázku 6 ukazuje rozmanitost, která je k dispozici pro organizaci provozu v 66 síťových uzlech. V této animaci je k dispozici 8 cest ECT z každého přiděleného zdroje k cíli, takže služby lze přiřadit 8 různým fondům na základě VID. Jedno takové počáteční přiřazení na obrázku 6 by mohlo být (ISID modulo 8) následované jemným doladěním na vyžádání.
Následující tři animace ukazují chování 802.1aq.
První z nich (obrázek 5) ukazuje směrování v 66 síťových uzlech, kde jsme vytvořili 7 zapojených E-LAN pomocí ISID 100. V tomto příkladu ukazujeme strom ECT vytvořený z každého člena, abychom dosáhli všech ostatních prvků. Procházíme každým prvkem, abychom ukázali úplnou sadu stromů vytvářených pro tuto službu. Jednou se zastavíme, abychom ukázali symetrii směrování mezi dvěma uzly a podtrhli ji červenou čárou. V každém případě je zdroj stromu zvýrazněn malým fialovým V.
Obrázek 5
Druhá animace (obrázek 6) ukazuje 8 cest ECT ve stejných 66 uzlech jako obrázek 4. Každý následující animovaný snímek používá stejný zdroj (zobrazený fialově), ale jiný cíl (zobrazený žlutě). Pro každý snímek jsou zobrazeny všechny nejkratší cesty proložené mezi zdrojem a cílem. Když dvě nejkratší cesty protínají stejný skok, tloušťka nakreslených čar se zvětší. Kromě 66 hostitelů je zde také malé víceúrovňové webové datové centrum se zdroji a cíli jak na serverech (dole), tak od serverů k úrovni routeru nahoře. Tato animace pomáhá ukázat rozmanitost vyráběných ECT.
Obrázek 6
Poslední z animací (obrázek 7) ukazuje původní cílové cesty ECT pomocí všech 16 aktuálně definovaných standardních algoritmů.
Obrázek 7
| IEEE standardy | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Proud |
| ||||||
| Řada 802 |
| ||||||
| P-série |
| ||||||
| Vyměněno | |||||||
| |||||||