IEEE 802.1aq — это поправка к сетевому стандарту IEEE 802.1Q , которая добавляет поддержку Shortest Path Bridging ( SPB ). Эта технология предназначена для упрощения создания и настройки сетей Ethernet , обеспечивая при этом многопутевую маршрутизацию . [1] [2] [3]
SPB разработан для замены старых протоколов связующего дерева : IEEE 802.1D STP, IEEE 802.1w RSTP и IEEE 802.1s MSTP. Они блокируют любые избыточные пути, которые могут привести к коммутационной петле , тогда как SPB позволяет всем путям быть активными с несколькими путями равной стоимости, обеспечивает гораздо большие топологии уровня 2 , [4] поддерживает более быстрое время конвергенции и повышает эффективность, позволяя трафику распределять нагрузку по всем путям ячеистой сети . [5] [6] [7] [8] Он разработан для сохранения природы plug-and-play, которая установила Ethernet как фактический протокол на уровне 2.
Технология предоставляет VLAN на собственных инфраструктурах Ethernet с использованием протокола состояния канала для объявления как топологии , так и членства в VLAN. Пакеты инкапсулируются на границе либо в MAC-in-MAC согласно IEEE 802.1ah , либо помечаются согласно IEEE 802.1Q или IEEE 802.1ad и транспортируются только другим членам VLAN. Поддерживаются одноадресная , многоадресная и широковещательная рассылка, и вся маршрутизация осуществляется по симметричным кратчайшим путям.
Плоскость управления основана на протоколе маршрутизации от промежуточной системы к промежуточной системе (IS-IS) , использующем небольшое количество расширений, определенных в RFC 6329. [9]
4 марта 2006 года рабочая группа опубликовала проект 802.1aq 0.1. [10] В марте 2012 года IEEE одобрил стандарт 802.1aq. [11]
В мае 2013 года была продемонстрирована первая публичная совместимость между производителями, когда SPB послужил основой для Interop 2013 в Лас-Вегасе. [12] В 2013 и 2014 годах SPB использовался для построения магистрали InteropNet с использованием всего одной десятой ресурсов предыдущих лет. [13] Во время Interop 2014 SPB использовался в качестве протокола магистрали, который может включать функциональные возможности программно-определяемых сетей (SDN). [14] [15]
Зимние Олимпийские игры 2014 года стали первыми «играми с поддержкой фабрики», в которых использовалась технология SPB «IEEE 802.1aq». [16] [17] Во время игр эта фабрика могла обрабатывать до 54 Тбит/с трафика. [18]
Протокол Intermediate System to Intermediate System (IS-IS), как определено в предложенном IETF стандарте RFC 6329, используется в качестве плоскости управления для SPB. [22] [23] [24] [25] SPB не требует конечного автомата или других существенных изменений в IS-IS, а просто требует нового идентификатора протокола сетевого уровня (NLPID) и набора TLV . [9] : Раздел 13
SPB позволяет осуществлять пересылку по кратчайшему пути в сети Ethernet с ячеистым соединением, используя несколько равноценных путей. Это позволяет SPB поддерживать большие топологии уровня 2 с более быстрой конвергенцией и улучшенным использованием топологии ячеистого типа по сравнению с сетями, настроенными с использованием протокола Spanning Tree Protocol. SPB дополняет IS-IS небольшим количеством TLV и под-TLV и поддерживает два инкапсулирующих пути данных Ethernet, 802.1ad Provider Bridges (PB) и 802.1ah Provider Backbone Bridges (PBB).
SPB разработан для параллельной работы с другими протоколами сетевого уровня, такими как IPv4 и IPv6 . Стандарты предписывают, что неспособность двух узлов установить смежность SPB не будет иметь сопутствующего воздействия, такого как отклонение смежности для других протоколов сетевого уровня (например, OSPF ).
Расширения IS-IS, определенные в RFC 6329, которые обеспечивают стандартизированную поддержку 802.1aq SPB, следующие:
802.1aq был разработан для параллельной работы с другими протоколами сетевого уровня, такими как IPv4 и IPv6; поэтому неспособность двух узлов установить смежность SPB не приведет к тому, что протоколы сетевого уровня также отклонят смежность. RFC 6328 назначает 802.1aq значение идентификатора сетевого протокола уровня (NLPID) 0xC1. [26] Этот NLPID используется мостами SPB для указания их способности формировать смежности и работать как часть домена 802.1aq. Кадры 802.1aq передаются по смежностям, которые объявляют этот NLPID в обоих направлениях, и узлы считают смежность, которая не была объявлена в обоих направлениях, несуществующей (с бесконечной метрикой канала). 802.1aq дополняет обычный PDU IIH тремя новыми TLV, которые, как и все другие SPB TLV, перемещаются в рамках многотопологических TLV , что позволяет использовать несколько логических экземпляров SPB в одном экземпляре протокола IS-IS.
SPB может использовать много VID, согласовывая, какие VID используются для каких целей. IIH PDU содержат дайджест всех используемых VID, называемый TLV конфигурации множественного связующего дерева , который использует общую и компактную кодировку, повторно использованную из 802.1Q .
Для предотвращения петель соседи SPB также могут поддерживать механизм проверки того, что содержимое их баз данных топологии синхронизировано. Обмен дайджестами топологической информации SPB с использованием необязательного суб-TLV SPB-Digest позволяет узлам сравнивать информацию и предпринимать конкретные действия, если обнаружено несоответствие в топологии.
Наконец, SPB необходимо знать, какие наборы деревьев кратчайших путей (SPT) используются какими VID, и эта информация передается в TLV-записях базовых идентификаторов VLAN .
Все расширения узловой информации SPB перемещаются в пределах нового TLV-запроса возможностей мультитопологии (MT) . Может присутствовать один или несколько TLV-запросов возможностей MT в зависимости от объема информации, которую необходимо передать.
Суб-TLV экземпляра SPB дает идентификатор источника кратчайшего пути (SPSourceID) для этого узла или экземпляра топологии. Он используется при формировании адресов назначения многоадресной рассылки (DA) для кадров, исходящих из этого узла или экземпляра.
Для SPB определено несколько алгоритмов ECT, и в будущем могут быть определены дополнительные алгоритмы, включая, помимо прочего, ECMP - или поведение на основе хэша и (*,G) деревья многоадресной рассылки . Эти алгоритмы будут использовать этот необязательный TLV для определения новых параметрических данных алгоритма. Для параметров разрешения связей существует два широких класса алгоритмов: один, который использует узловые данные для разрыва связей, и другой, который использует данные ссылок для разрыва связей. Алгоритм TLV непрозрачного дерева равной стоимости экземпляра SPB используется для связывания непрозрачных данных разрешения связей с узлом.
Метрика связей SPB sub-TLV встречается в TLV Multi-Topology Intermediate System Neighbor или в TLV Extended IS Reachability. Алгоритм SPB Adjacency Opaque Equal Cost Tree Algorithm TLV также встречается в TLV Multi-Topology Intermediate System или TLV Extended IS Reachability. Если этот sub-TLV отсутствует для смежности IS-IS, эта смежность не будет передавать трафик SPB для данного экземпляра топологии.
SPBM Service Identifier and Unicast Address TLV используется для представления членства в группе обслуживания на исходном узле или для объявления дополнительного B-MAC unicast адреса, присутствующего на узле или доступного для него. SPBV MAC Address TLV — это IS-IS sub-TLV, используемый для объявления групповых MAC адресов в режиме SPBV.
Shortest Path Bridging-VID (SPBV) и Shortest Path Bridging-MAC (SPBM) — два рабочих режима 802.1aq. Оба наследуют ключевые преимущества маршрутизации состояния канала :
SPBM предлагает эмуляцию прозрачного сегмента Ethernet LAN. Он реализует VLAN с ограниченным многоадресным деревом, что означает отсутствие отбрасывания широковещательного, неизвестного одноадресного и многоадресного трафика на выходе , что является общей чертой подходов, использующих небольшое количество общих деревьев, поэтому сеть не просто деградирует с размером, поскольку процент отбрасываемых кадров растет.
Эквивалентом этого приложения в пространстве оператора является предоставление услуг Ethernet VPN предприятиям через инфраструктуру общего оператора. Требуемые атрибуты в основном те же самые: полная прозрачность для услуг Ethernet клиентов (как точка-точка, так и LAN) и полная изоляция между трафиком одного клиента и трафиком всех остальных клиентов.
Еще одним следствием прозрачности SPBM как в плоскости данных , так и в плоскости управления является то, что он предоставляет набор услуг MEF 6.1 . Он также предоставляет оператору набор инструментов для поддержки геоизбыточного широкополосного обратного соединения; в этих приложениях многие DSLAM или другое оборудование доступа должны быть подключены к нескольким сайтам широкополосного удаленного доступа (BRAS) с определяемой приложением привязкой сеансов к BRAS. Однако DSLAM не должны иметь возможности взаимодействовать друг с другом, поскольку в этом случае операторы теряют возможность контролировать одноранговое соединение. MEF E-TREE делает именно это и дополнительно обеспечивает эффективную многоадресную структуру для распространения IPTV .
SPBM предлагает как идеальную модель репликации multicast, где пакеты реплицируются только в точках разветвления в дереве кратчайшего пути, соединяющем участников, так и менее интенсивную по состоянию модель репликации head-end, где по сути последовательные одноадресные пакеты отправляются всем остальным участникам по тому же самому кратчайшему пути первого дерева. Эти две модели выбираются путем указания свойств сервиса на границе, которые влияют на решения транзитного узла об установке состояния multicast. Это позволяет сделать компромисс между оптимальными транзитными точками репликации (с их большими затратами состояния) и сокращенным состоянием ядра (но гораздо большим трафиком) модели репликации head-end. Эти выборы могут быть разными для разных участников одного и того же индивидуального идентификатора сервиса (I-SID), что позволяет делать разные компромиссы для разных участников.
Рисунок 5 ниже — это быстрый способ понять, что делает SPBM в масштабе всей сети. Рисунок 5 показывает, как создается 7-членная E-LAN из информации о членстве на границе и детерминированного распределенного расчета деревьев на источник, на службу с транзитной репликацией. Репликация на головном конце не показана, поскольку она тривиальна и просто использует существующие одноадресные FIB для последовательной пересылки копий другим известным получателям.
802.1aq основывается на всех существующих операциях Ethernet, администрировании и управлении (OA&M). Поскольку 802.1aq гарантирует, что его одноадресные и многоадресные пакеты для данной виртуальной локальной сети (VLAN) следуют по одному и тому же прямому и обратному пути и используют полностью стандартные инкапсуляции 802, все методы 802.1ag и Y.1731 [27] работают без изменений в сети 802.1aq.
802.1aq — это одобренная IEEE плоскость управления состоянием канала Ethernet для всех сетей IEEE VLAN, охватываемых IEEE 802.1Q. [28] Идентификатор виртуальной локальной сети Shortest Path Bridging (VLAN ID) или Shortest Path Bridging VID (SPBV) предоставляет возможность, которая обратно совместима с технологиями связующего дерева . SPBM предоставляет дополнительные значения, которые используют возможности Provider Backbone Bridge (PBB). SPB (общий термин для обоих) объединяет путь данных Ethernet ( IEEE 802.1Q в случае SPBV или Provider Backbone Bridges (PBBs) IEEE 802.1ah в случае SPBM) с протоколом управления состоянием канала IS-IS, работающим между мостами Shortest Path ( каналами интерфейса «сеть-сеть» (NNI)). Протокол состояния канала используется для обнаружения и объявления топологии сети и вычисления SPT со всех мостов в регионе SPT.
В SPBM распределяются магистральные MAC-адреса (B-MAC) участвующих узлов, а также информация о членстве в сервисе для интерфейсов к неучаствующим устройствам ( порты интерфейса «пользователь–сеть» (UNI)). Затем данные топологии вводятся в вычислительный механизм, который вычисляет симметричные деревья кратчайших путей на основе минимальной стоимости от каждого участвующего узла до всех других участвующих узлов. В SPBV эти деревья предоставляют дерево кратчайших путей, в котором можно узнать индивидуальный MAC-адрес и распределить членство в групповых адресах . В SPBM деревья кратчайших путей затем используются для заполнения таблиц пересылки для индивидуальных B-MAC-адресов каждого участвующего узла и для групповых адресов; Групповые многоадресные деревья являются поддеревьями дерева кратчайших путей по умолчанию, сформированного путем сопряжения (источник, группа). В зависимости от топологии возможны несколько различных деревьев многопутевых путей с равной стоимостью, и SPB поддерживает несколько алгоритмов для каждого экземпляра IS-IS.
В SPB, как и в других протоколах на основе состояния канала, вычисления производятся распределенным образом. Каждый узел вычисляет Ethernet-совместимое поведение пересылки независимо на основе обычно синхронизированного общего представления сети и портов UNI. Фильтрация Ethernet Таблицы базы данных (или пересылки) заполняются локально для независимой и детерминированной реализации своей части поведения сетевой пересылки.
Два различных варианта пути данных порождают две немного отличающиеся версии этого протокола. Один (SPBM) предназначен для случаев, когда требуется полная изоляция многих отдельных экземпляров клиентских локальных сетей и связанных с ними MAC-адресов устройств, и поэтому он использует полную инкапсуляцию (MAC-in-MAC, также известную как IEEE 802.1ah ). Другой (SPBV) предназначен для случаев, когда такая изоляция MAC-адресов клиентских устройств не требуется, и он повторно использует только существующий тег VLAN на участвующих соединениях NNI. Хронологически SPBV появился первым, и изначально проект был задуман для решения проблемы масштабируемости и конвергенции MSTP .
В то время спецификация Provider Backbone bridging прогрессировала, и стало очевидно, что использование как плоскости данных PBB, так и плоскости управления состоянием канала значительно расширит возможности и приложения Ethernet. Provider Link State Bridging (PLSB) было предложением-соломинкой, представленным рабочей группе IEEE 802.1aq Shortest Path Bridging, чтобы предоставить конкретный пример такой системы. По мере развития стандартизации IEEE 802.1aq некоторые из подробных механизмов, предложенных PLSB, были заменены функциональными эквивалентами, но все ключевые концепции, воплощенные в PLSB, переносятся в стандарт.
Две разновидности (SPBV и SPBM) будут описаны отдельно, хотя различия почти полностью лежат в плоскости данных.
Shortest Path bridging позволяет создавать деревья кратчайших путей для мостов VLAN всех плоскостей данных IEEE 802.1, а SPB — это термин, используемый в целом. В последнее время много внимания уделяется SPBM, что объясняется его способностью контролировать новую плоскость данных PBB и использовать определенные возможности, такие как устранение необходимости обучения B-MAC и автоматическое создание индивидуальных (одноадресных) и групповых ( многоадресных ) деревьев. SPBV был фактически исходным проектом, который пытался позволить Ethernet VLAN лучше использовать ячеистые сети.
Основной особенностью моста Shortest Path является возможность использования IS-IS состояния канала для изучения топологии сети. В SPBV механизм, используемый для идентификации дерева, заключается в использовании разных идентификаторов VLAN Shortest Path (VID) для каждого исходного моста. Топология IS-IS используется как для выделения уникальных SPVID, так и для включения пересылки кратчайшего пути для индивидуальных и групповых адресов. Первоначально нацеленный на небольшие сети с низкой конфигурацией, SPB вырос в более крупный проект, охватывающий новейшую плоскость управления провайдера для SPBV и гармонизирующий концепции плоскости данных Ethernet. Сторонники SPB считают, что Ethernet может использовать состояние канала и поддерживать атрибуты, которые сделали Ethernet одной из самых всеобъемлющих транспортных технологий плоскости данных. Когда мы говорим об Ethernet, это формат кадра уровня 2, определенный IEEE 802.3 и IEEE 802.1. Мост Ethernet VLAN IEEE 802.1Q — это парадигма пересылки кадров, которая полностью поддерживает протоколы более высокого уровня, такие как IP.
SPB определяет область кратчайшего пути, которая является границей топологии кратчайшего пути и остальной топологии VLAN (которая может состоять из любого количества устаревших мостов). SPB работает, изучая мосты с поддержкой SPB и расширяя область для включения мостов с поддержкой SPB, которые имеют одинаковый базовый VID и дайджест конфигурации MSTID (распределение VID для целей SPB).
SPBV строит деревья кратчайших путей, которые поддерживают предотвращение петель и опционально поддерживают устранение петель на SPVID. SPBV по-прежнему позволяет изучать MAC-адреса Ethernet, но может распределять многоадресные адреса, которые можно использовать для обрезки деревьев кратчайших путей в соответствии с многоадресным членством либо через протокол регистрации множественных MAC-адресов (MMRP) , либо напрямую с использованием распределения многоадресного членства IS-IS.
SPBV строит деревья кратчайших путей, но также взаимодействует с устаревшими мостами, использующими Rapid Spanning Tree Protocol и Multiple Spanning Tree Protocol. SPBV использует методы из регионов MSTP для взаимодействия с регионами, не относящимися к SPT, которые ведут себя логически как большой распределенный мост, если смотреть извне региона.
SPBV поддерживает деревья кратчайших путей, но SPBV также строит связующее дерево, которое вычисляется из базы данных состояний связей и использует базовый VID. Это означает, что SPBV может использовать это традиционное связующее дерево для вычисления общего и внутреннего связующего дерева (CIST). CIST — это дерево по умолчанию, используемое для взаимодействия с другими устаревшими мостами. Оно также служит в качестве резервного связующего дерева, если есть проблемы с конфигурацией SPBV.
SPBV был разработан для управления умеренным количеством мостов. SPBV отличается от SPBM тем, что MAC-адреса изучаются на всех мостах, которые лежат на кратчайшем пути, и используется общее обучение VLAN, поскольку MAC-адреса назначения могут быть связаны с несколькими SPVID. SPBV изучают все MAC-адреса, которые он пересылает, даже за пределами региона SPBV.
SPBM повторно использует плоскость данных PBB, которая не требует, чтобы мосты Backbone Core Bridges (BCB) изучали инкапсулированные клиентские адреса. На границе сети изучаются адреса C-MAC (клиента). SPBM очень похож на PLSB (Provider Link State Bridging), используя те же плоскости данных и управления, но формат и содержимое управляющих сообщений в PLSB несовместимы.
Отдельные кадры MAC ( одноадресный трафик) от подключенного к Ethernet устройства, полученные на границе SPBM, инкапсулируются в заголовок PBB (mac-in-mac) IEEE 802.1ah , а затем проходят по сети IEEE 802.1aq без изменений до тех пор, пока с них не будет снята инкапсуляция при выходе обратно в неучаствующую подключенную сеть на дальней стороне участвующей сети.
Адреса назначения Ethernet (от подключенных к порту UNI устройств) выполняют обучение по логической локальной сети и пересылаются на соответствующий участвующий адрес B-MAC для достижения дальнего конца назначения Ethernet. Таким образом, MAC-адреса Ethernet никогда не ищутся в ядре сети IEEE 802.1aq. При сравнении SPBM с PBB поведение почти идентично сети PBB IEEE 802.1ah . PBB не определяет, как изучаются адреса B-MAC, и PBB может использовать связующее дерево для управления B-VLAN. В SPBM основное отличие заключается в том, что адреса B-MAC распределяются или вычисляются в плоскости управления, что исключает обучение B-MAC в PBB. Также SPBM гарантирует, что пройденный маршрут является деревом кратчайшего пути.
Прямой и обратный пути, используемые для одноадресного и многоадресного трафика в сети IEEE 802.1aq, симметричны . Эта симметрия позволяет обычным сообщениям об ошибках непрерывности Ethernet (CFM) IEEE 802.1ag работать без изменений для SPBV и SPBM и имеет желаемые свойства в отношении протоколов распределения времени, таких как Precision Time Protocol ( PTP Version 2 ). Также существующее предотвращение петель Ethernet дополняется смягчением петель для обеспечения быстрой конвергенции плоскости данных.
Групповой адрес и отдельные кадры неизвестного назначения оптимально передаются только членам одной и той же службы Ethernet. IEEE 802.1aq поддерживает создание тысяч логических служб Ethernet в форме конструкций E-LINE, E-LAN или E-TREE, которые формируются между неучаствующими логическими портами сети IEEE 802.1aq. Эти пакеты группового адреса инкапсулируются с заголовком PBB, который указывает участвующий адрес источника в SA, в то время как DA указывает локально значимый групповой адрес, на который этот кадр должен быть переслан, и какой исходный мост создал кадр. Таблицы многоадресной пересылки IEEE 802.1aq создаются на основе вычислений таким образом, что каждый мост, который находится на кратчайшем пути между парой мостов, которые являются членами одной и той же группы служб, создаст надлежащее состояние базы данных пересылки (FDB) для пересылки или репликации полученных им кадров членам этой группы служб. Поскольку вычисление группового адреса создает деревья кратчайших путей, на любом заданном соединении всегда существует только одна копия многоадресного пакета. Поскольку только мосты на кратчайшем пути между участвующими логическими портами создают базу данных пересылки (FDB), многоадресная передача обеспечивает эффективное использование сетевых ресурсов.
Фактическая операция пересылки группового адреса работает более или менее идентично классическому Ethernet, комбинация адреса назначения магистрали (B-DA) + идентификатора магистральной VLAN (B-VID) ищется для поиска выходного набора следующих переходов. Единственное отличие по сравнению с классическим Ethernet заключается в том, что обратное обучение отключено для участвующих адресов управления доступом к среде моста (B-MAC) и заменено проверкой входа и отбрасыванием (когда кадр поступает на входящий интерфейс из неожиданного источника). Однако обучение реализовано на краях дерева многоадресной рассылки SPBM для изучения связи B-MAC с MAC-адресом для правильной инкапсуляции отдельных кадров в обратном направлении (по мере поступления пакетов через интерфейс).
Правильно реализованная сеть IEEE 802.1aq может поддерживать до 1000 участвующих мостов и предоставлять десятки тысяч услуг E-LAN уровня 2 для устройств Ethernet. Это можно сделать, просто настроив порты, обращенные к устройствам Ethernet, чтобы указать, что они являются членами данной службы. По мере того, как новые члены приходят и уходят, протокол IS-IS будет объявлять об изменениях членства I-SID, а вычисления будут увеличивать или уменьшать деревья в сети участвующих узлов по мере необходимости для поддержания эффективного свойства многоадресной рассылки для этой службы.
IEEE 802.1aq обладает свойством, что только точка присоединения сервиса нуждается в настройке, когда новая точка присоединения появляется или исчезает. Деревья, созданные вычислениями, будут автоматически расширяться или обрезаться по мере необходимости для поддержания связи. В некоторых существующих реализациях это свойство используется для автоматического (в отличие от сквозной конфигурации) добавления или удаления точек присоединения для технологий с двойным подключением, таких как кольца, для поддержания оптимального потока пакетов между неучаствующим кольцевым протоколом и сетью IEEE 802.1aq путем активации вторичной точки присоединения и деактивации первичной точки присоединения.
Восстановление после сбоя происходит в соответствии с обычным IS-IS , при этом сбой соединения объявляется и выполняются новые вычисления, что приводит к новым таблицам FDB. Поскольку этот протокол не объявляет и не знает адресов Ethernet, ядру SPBM не требуется повторное обучение, а его изученные инкапсуляции не затрагиваются сбоем транзитного узла или соединения.
Быстрое обнаружение сбоев связи может быть выполнено с использованием сообщений проверки непрерывности IEEE 802.1ag (CCM), которые проверяют состояние связи и сообщают об ошибках в протокол IS-IS. Это позволяет гораздо быстрее обнаруживать сбои, чем это возможно с использованием механизмов потери сообщений приветствия IS-IS.
И SPBV, и SPBM наследуют быструю сходимость плоскости управления состоянием канала. Особым свойством SPBM является его способность перестраивать деревья многоадресной рассылки за то же время, что и одноадресная сходимость, поскольку он заменяет вычисления сигнализацией. Когда мост SPBM выполнил вычисления в базе данных топологии, он знает, находится ли он на кратчайшем пути между корнем и одним или несколькими листьями SPT, и может соответствующим образом установить состояние. Сходимость не ограничивается инкрементным обнаружением места моста в дереве многоадресной рассылки с помощью отдельных транзакций сигнализации. Однако SPBM на узле не работает полностью независимо от своих одноранговых узлов и обеспечивает соблюдение соглашения о текущей топологии сети со своими одноранговыми узлами. Этот очень эффективный механизм использует обмен одним дайджестом состояния канала, охватывающим весь сетевой вид, и не требует соглашения по каждому пути к каждому корню по отдельности. Результатом является то, что объем обмена сообщениями для сходимости сети пропорционален инкрементному изменению топологии, а не количеству деревьев многоадресной рассылки в сети. Простое событие связи, которое может изменить много деревьев, сообщается только посредством сигнализации события связи; последующее построение дерева выполняется локальным вычислением на каждом узле. Добавление одной точки доступа к службе в экземпляр службы включает только объявление I-SID, независимо от количества деревьев. Аналогично удаление моста, которое может включать перестройку сотен или тысяч деревьев, сигнализируется только несколькими обновлениями состояния связи.
Коммерческие предложения, скорее всего, предложат SPB через задержку нескольких шасси. В этой среде шасси с несколькими коммутаторами выглядят как один коммутатор для плоскости управления SPB, а несколько каналов между парами шасси выглядят как агрегированный канал. В этом контексте отказ одного канала или узла не виден плоскости управления и обрабатывается локально, что приводит к времени восстановления менее 50 мс.
Ниже приведены три анимированных GIF-файла, которые помогают продемонстрировать поведение 802.1aq.
Первая из этих gif-картинок, показанная на рисунке 5, демонстрирует маршрутизацию в сети из 66 узлов, где мы создали E-LAN из 7 участников с использованием ISID 100. В этом примере мы показываем дерево равной стоимости (ECT), созданное каждым участником для охвата всех остальных участников. Мы циклически проходим по каждому участнику, чтобы показать полный набор деревьев, созданных для этой службы. Мы останавливаемся в одной точке, чтобы показать симметрию маршрутизации между двумя узлами, и подчеркиваем ее красной линией. В каждом случае источник дерева выделен маленькой фиолетовой буквой V.
Вторая из этих анимированных gif-картинок, показанная на рисунке 6, демонстрирует 8 путей ECT в той же сети из 66 узлов, что и на рисунке 4. В каждом последующем анимированном кадре используется тот же источник (фиолетовым), но отображается другой пункт назначения (желтым). Для каждого кадра все кратчайшие пути показаны наложенными между источником и пунктом назначения. Когда два кратчайших пути пересекают один и тот же прыжок, толщина рисуемых линий увеличивается. В дополнение к сети из 66 узлов также показана небольшая многоуровневая сеть в стиле центра обработки данных с источниками и пунктами назначения как внутри серверов (внизу), так и от серверов до уровня маршрутизатора вверху. Эта анимация помогает показать разнообразие создаваемого ECT.
Последний из этих анимированных GIF-файлов, показанный на рисунке 7, демонстрирует пути ECT «источник-назначение» с использованием всех 16 стандартных алгоритмов, определенных в настоящее время.
.gif/1280px-802d1aqELAN7_(cropped).gif)
.gif/1280px-802d1aqECMP_(cropped).gif)
.gif/1280px-802d1aqECMP16_(cropped).gif)
Первоначально определены шестнадцать равноценных многодеревных путей (ECMT), однако их число может быть гораздо больше. ECMT в сети IEEE 802.1aq более предсказуем, чем с интернет-протоколом (IP) или многопротокольной коммутацией меток (MPLS) из-за симметрии между прямыми и обратными путями. Поэтому выбор того, какой путь ECMT будет использоваться, является решением назначенного оператором головного узла, тогда как с IP/MPLS это локальное решение/решение хеширования.
IEEE 802.1aq, столкнувшись с выбором между двумя путями с одинаковой стоимостью соединения, использует следующую логику для своего первого алгоритма разрешения конфликтов ECMT: во-первых, если один путь короче другого с точки зрения переходов, выбирается более короткий путь, в противном случае выбирается путь с минимальным идентификатором моста { BridgePriority, объединенный с (IS-IS SysID) }. Другие алгоритмы ECMT создаются простым использованием известных перестановок BridgePriority||SysIds. Например, второй определенный алгоритм ECMT использует путь с минимальным значением инверсии BridgeIdentifier и может рассматриваться как выбор пути с максимальным идентификатором узла. Для SPBM каждая перестановка создается как отдельный B-VID. Верхний предел многопутевых перестановок ограничивается числом B-VID, делегированных для работы 802.1aq, максимум 4094, хотя число полезных перестановок путей потребует лишь часть доступного пространства B-VID. Определены четырнадцать дополнительных алгоритмов ECMT с различными битовыми масками, применяемыми к BridgeIdentifiers. Поскольку BridgeIdentifier включает поле приоритета, можно настроить поведение ECMT, изменив BridgePriority вверх или вниз.
Сервис назначается заданному ECMT B-VID на границе сети посредством конфигурации. В результате неучаствующие пакеты, связанные с этим сервисом, инкапсулируются с VID, связанным с желаемым сквозным путем ECMT. Весь индивидуальный и групповой адресный трафик, связанный с этим сервисом, будет, таким образом, использовать правильный ECMT B-VID и передаваться симметрично из конца в конец по правильному многопутевому пути с равной стоимостью. По сути, оператор решает, какие сервисы будут идти по каким путям ECMT, в отличие от решения хеширования, используемого в других системах, таких как IP/MPLS. Деревья могут поддерживать группы агрегации каналов (LAG) в сегменте «ветви» дерева, где происходит некоторая форма хеширования.
Это симметричное и сквозное поведение ECMT дает IEEE 802.1aq высоко предсказуемое поведение, и автономные инженерные инструменты могут точно моделировать точные потоки данных. Такое поведение также выгодно для сетей, где важны измерения односторонней задержки. Это связано с тем, что односторонняя задержка может быть точно вычислена как 1/2 задержки на передачу в обоих направлениях. Такие вычисления используются протоколами распределения времени, такими как IEEE 1588, для синхронизации частоты и времени суток, как требуется между источниками точных часов и беспроводными базовыми станциями.
Выше показаны три рисунка [5,6,7], которые показывают поведение дерева равной стоимости (ECT) 8 и 16 в различных сетевых топологиях. Это составные снимки экрана эмулятора сети 802.1aq, на которых источник показан фиолетовым цветом, пункт назначения — желтым, а затем все вычисленные и доступные кратчайшие пути — розовым. Чем толще линия, тем больше кратчайших путей используют эту ссылку. Анимации показывают три разные сети и различные пары источника и пункта назначения, которые постоянно меняются, чтобы помочь визуализировать происходящее.
Алгоритмы дерева равной стоимости (ECT) могут быть почти расширены за счет использования данных OPAQUE, что позволяет расширять алгоритмы за пределы базы 16 более или менее бесконечно. Ожидается, что другие группы стандартов или поставщики создадут вариации на основе определенных в настоящее время алгоритмов с поведением, подходящим для различных стилей сетей. Ожидается, что будут также определены многочисленные модели общего дерева, как и поведение стиля многопутевого хэша на основе хэша с равной стоимостью (ECMP) .. все это определяется VID и алгоритмом, который каждый узел соглашается запустить.
802.1aq не распределяет трафик по принципу «от узла к узлу». Вместо этого 802.1aq позволяет назначать идентификатор службы (ISID) идентификатору VLAN (VID) на границе сети. VID будет соответствовать только одному из возможных наборов узлов кратчайшего пути в сети и никогда не будет отклоняться от этой маршрутизации. Если между различными узлами существует около 10 кратчайших путей, можно назначать разные службы разным путям и знать, что трафик для данной службы будет следовать точно по данному пути. Таким образом, трафик можно легко назначить на желаемый кратчайший путь. В случае, если один из путей становится перегруженным, можно переместить некоторые службы с этого кратчайшего пути, переназначив ISID этой службы на другой, менее загруженный VID на границах сети.
Детерминированный характер маршрутизации значительно упрощает офлайн-прогнозирование/вычисление/экспериментирование с загрузкой сети, поскольку фактические маршруты не зависят от содержимого заголовков пакетов, за исключением идентификатора VLAN.
На рисунке 4 показаны четыре различных равноценных пути между узлами 7 и 5. Оператор может достичь относительно хорошего баланса трафика по разрезу между узлами [0 и 2] и [1 и 3], назначив услуги в узлах 7 и 5 одному из четырех желаемых VID. Использование более 4 равноценных путей дерева (ECT) в сети, скорее всего, позволит использовать все 4 из этих путей. Баланс также может быть достигнут между узлами 6 и 4 аналогичным образом.
В случае, если оператор не желает вручную назначать сервисы на кратчайшие пути, поставщик коммутатора может легко разрешить простой хэш ISID для одного из доступных VIDS, чтобы дать степень неинженерного распространения. Например, ISID по модулю числа ECT-VID может использоваться для принятия решения о фактическом относительном VID для использования.
В случае, если пути ECT недостаточно разнообразны, оператор имеет возможность настроить входы для распределенных алгоритмов ECT, чтобы применить притяжение или отталкивание от заданного узла, настроив Bridge Priority этого узла. Это можно экспериментировать с помощью офлайн-инструментов, пока не будут достигнуты желаемые маршруты, после чего смещение можно применить к реальной сети, а затем ISID можно переместить на полученные маршруты.
Рассмотрение анимаций на рисунке 6 показывает разнообразие, доступное для проектирования трафика в сети из 66 узлов. В этой анимации доступно 8 путей ECT от каждого выделенного источника до пункта назначения, и поэтому услуги могут быть назначены 8 различным пулам на основе VID. Таким образом, одним из таких начальных назначений на рисунке 6 может быть (ISID modulo 8) с последующей тонкой настройкой по мере необходимости.
Мы рассмотрим поведение SPBM на небольшом примере, уделив особое внимание деревьям кратчайших путей для одноадресной и многоадресной рассылки.
Сеть, показанная на рисунке 1, состоит из 8 участвующих узлов, пронумерованных от 0 до 7. Это будут коммутаторы или маршрутизаторы, работающие по протоколу IEEE 802.1aq. Каждый из 8 участвующих узлов имеет ряд смежностей, пронумерованных от 1 до 5. Они, вероятно, будут соответствовать индексам интерфейсов или, возможно, номерам портов. Поскольку 802.1aq не поддерживает параллельные интерфейсы, каждый интерфейс соответствует смежности. Номера индексов портов/интерфейсов, конечно, локальны и показаны, поскольку вывод вычислений создает индекс интерфейса (в случае одноадресной передачи) или набор индексов интерфейсов (в случае многоадресной передачи), которые являются частью базы данных пересылки (FIB) вместе с MAC-адресом назначения и VID магистрали.
Сеть имеет полностью сетевое внутреннее ядро из четырех узлов (0..3), а также четыре внешних узла (4,5,6 и 7), каждый из которых подключен к паре внутренних узлов ядра.
Обычно, когда узлы поступают с завода, им назначается MAC-адрес, который становится идентификатором узла, но для целей этого примера мы предположим, что узлы имеют MAC-адреса вида 00:00:00:00:N:00, где N — идентификатор узла (0..7) из рисунка 1. Таким образом, узел 2 имеет MAC-адрес 00:00:00:00:02:00. Узел 2 подключен к узлу 7 (00:00:00:00:07:00) через интерфейс узла 2/5.
Протокол IS-IS работает на всех показанных соединениях, поскольку они находятся между участвующими узлами. Протокол IS-IS hello имеет несколько дополнений для 802.1aq, включая информацию о магистральных VID, которые будут использоваться протоколом. Предположим, что оператор решил использовать магистральные VID 101 и 102 для этого экземпляра 802.1aq в этой сети.
Узел будет использовать свои MAC-адреса в качестве IS-IS SysId и присоединяться к одному уровню IS-IS и обмениваться пакетами состояния канала (LSP в терминологии IS-IS). LSP будут содержать информацию об узле и информацию о канале, так что каждый узел узнает полную топологию сети. Поскольку в этом примере мы не указали веса каналов, протокол IS-IS выберет метрику канала по умолчанию для всех каналов, поэтому вся маршрутизация будет иметь минимальное количество переходов.
После обнаружения топологии следующим шагом является распределенный расчет маршрутов одноадресной рассылки для обоих идентификаторов ECMP VID и заполнение таблиц одноадресной пересылки (FIB).
Рассмотрим маршрут от узла 7 до узла 5: существует ряд путей с одинаковой стоимостью. 802.1aq указывает, как выбрать два из них: первый называется путем Low PATH ID. Это путь, на котором указан минимальный идентификатор узла. В этом случае путь Low PATH ID — это путь 7->0->1->5 (как показано красным на рисунке 2). Таким образом, каждый узел на этом пути создаст запись пересылки на MAC-адрес узла пять, используя первый ECMP VID 101. И наоборот, 802.1aq указывает второй алгоритм разрешения конфликтов ECMP, называемый High PATH ID. Это путь с максимальным идентификатором узла, и в этом примере это путь 7->2->3->5 (показан синим на рисунке 2).
Таким образом, узел 7 будет иметь FIB, который, среди прочего, указывает:
Узел 5 будет иметь в своем FIB ровно обратную картину:
Промежуточные узлы также будут давать согласованные результаты, так, например, узел 1 будет иметь следующие записи.
А узел 2 будет иметь следующие записи:
Если бы у нас было подключенное неучаствующее устройство на узле 7, общающееся с неучаствующим устройством на узле 5 (например, устройство A общается с устройством C на рисунке 3), они бы общались по одному из этих кратчайших путей с инкапсулированным кадром MAC-in-MAC. Заголовок MAC на любой из ссылок NNI показывал бы внешний адрес источника 00:00:00:70:00, внешний адрес назначения 00:00:00:50:00 и BVID 101 или 102 в зависимости от того, что было выбрано для этого набора неучаствующих портов/vid. Заголовок, вставленный в узел 7 при получении от узла A, не изменится ни на одном из каналов, пока не вернется обратно к неучаствующему устройству C в узле 5. Все участвующие устройства выполнят простой поиск DA+VID для определения исходящего интерфейса, а также проверят, является ли входящий интерфейс правильным следующим переходом для SA+VID пакета. Адреса участвующих узлов 00:00:00:00:00:00:00 ... 00:00:00:07:00 никогда не изучаются, но объявляются IS-IS как SysId узла.
Одноадресная пересылка на адрес неучаствующего клиента (например, A, B, C, D из рисунка 3), конечно, возможна только тогда, когда первый участвующий узел перехода (например, 7) может знать, какой последний участвующий узел перехода (например, 5) подключен к желаемому неучаствующему узлу (например, C). Поскольку эта информация не объявляется IEEE 802.1aq, ее необходимо узнать. Механизм обучения идентичен IEEE 802.1ah , короче говоря, соответствующий внешний MAC одноадресный DA, если он неизвестен, заменяется многоадресным DA, и когда получен ответ, SA этого ответа теперь сообщает нам DA, который следует использовать для достижения неучаствующего узла, отправившего ответ. Например, узел 7 узнает, что узел C достигнут узлом 5.
Поскольку мы хотим сгруппировать/ограничить наборы неучаствующих портов в службы и предотвратить их многоадресную передачу друг другу, IEEE 802.1aq предоставляет механизм для многоадресной пересылки по каждому источнику, по каждой службе и определяет специальный формат адреса назначения многоадресной рассылки для обеспечения этого. Поскольку многоадресный адрес должен однозначно идентифицировать дерево, и поскольку существует дерево на источник для каждой уникальной службы, многоадресный адрес содержит два компонента, компонент службы в младших 24 битах и уникальный идентификатор всей сети в старших 22 битах. Поскольку это многоадресный адрес, многоадресный бит установлен, и поскольку мы не используем стандартное пространство OUI для этих изготовленных адресов, локальный бит 'L' установлен для устранения неоднозначности этих адресов. На рисунке 3 выше это представлено с помощью DA=[7,O], где 7 представляет пакеты, исходящие из узла 7, а цветной O представляет службу E-LAN, в которой мы находимся.
Перед созданием многоадресной пересылки для сервиса, узлам с портами, обращенными к этому сервису, необходимо сообщить, что они являются участниками. Например, узлам 7,4,5 и 6 сообщается, что они являются участниками данного сервиса, например, сервиса 200, и далее, что они должны использовать BVID 101. Это объявляется ISIS, и все узлы затем выполняют вычисление SPBM, чтобы определить, участвуют ли они либо как головной конец, либо как хвостовой конец, либо как тандемная точка между другими головным и хвостовым концами в сервисе. Поскольку узел 0 является тандемом между узлами 7 и 5, он создает запись пересылки для пакетов с узла 7 в этой службе на узел 5. Аналогично, поскольку он является тандемом между узлами 7 и 4, он создает состояние пересылки с узла 7 для пакетов в этой службе на узел 4, что приводит к настоящей записи многоадресной рассылки, где DA/VID имеют выходы на двух интерфейсах 1 и 2. Узел 2, с другой стороны, находится только на одном кратчайшем пути в этой службе и создает только одну запись пересылки с узла 7 на узел 6 для пакетов в этой службе.
Рисунок 3 показывает только одну службу E-LAN и только дерево одного из участников, однако очень большое количество служб E-LAN с членством от 2 до каждого узла в сети может поддерживаться путем объявления членства, вычисления тандемного поведения, производства известных многоадресных адресов и заполнения FIB. Единственными реальными ограничивающими факторами являются размеры таблиц FIB и вычислительная мощность отдельных устройств, которые ежегодно растут скачками.
802.1aq принимает информацию о топологии IS-IS, дополненную информацией о подключении к сервису (I-SID), выполняет ряд вычислений и создает таблицу пересылки (таблицу фильтрации) для записей одноадресной и многоадресной рассылки.
Расширения IS-IS, которые несут информацию, требуемую 802.1aq, приведены в документе IETF isis-layer2, указанном ниже.
Реализация 802.1aq сначала изменит IS-IS hellos, включив NLPID (идентификатор протокола сетевого уровня) 0xC01 в их Protocols-Supported type-length-value (TLV) (тип 129), который был зарезервирован для 802.1aq. Helloos также должны включать MSTID (который дает назначение каждого VID), и, наконец, каждое поведение ECMT должно быть назначено VID и обменено в hellos. Helloos обычно запускаются без тегов. Обратите внимание, что NLPID IP не требуется для формирования смежности для 802.1aq, но также не будет препятствовать смежности, если присутствует.
Связям назначаются метрики, специфичные для 802.1aq, которые передаются в их собственном TLV (Type Length Value), который более или менее идентичен метрикам IP-связей. Расчеты всегда будут использовать максимальную из двух метрик однонаправленных связей для обеспечения симметричных весов маршрутов.
Узлу назначается MAC-адрес для его глобальной идентификации, который используется для формирования IS-IS SYSID. Обычно для этой цели служит Mac-адрес ящика. Area-Id не используется напрямую 802.1aq, но, конечно, должен быть одинаковым для узлов в одной сети 802.1aq. Несколько областей/уровней пока не поддерживаются.
Узлу далее назначается SPSourceID, который является 20-битным уникальным идентификатором сети. Часто это могут быть нижние 20 бит SYSID (если он уникален) или он может быть динамически согласован или настроен вручную.
Назначения SPSourceID и ECMT для B-VID затем объявляются в сети IS-IS в их собственных TLV 802.1aq.
Вычисления 802.1aq ограничены связями между узлами, имеющими вес связи 802.1aq и поддерживающими NLPID 0xC01. Как обсуждалось ранее, веса связи принудительно симметричны для целей вычисления путем взятия минимума двух разнородных значений.
Когда служба настроена в форме назначения I-SID поведению ECMT, то I-SID затем объявляется вместе с желаемым поведением ECMT и указанием его свойств передачи и приема (конечно, для этой цели используется новый TLV).
Когда узел 802.1aq получает обновление IS-IS, он вычисляет уникальный кратчайший путь ко всем другим узлам IS-IS, которые поддерживают 802.1aq. Будет один уникальный (симметричный) кратчайший путь для каждого поведения ECMT. Разрыв связей, используемый для обеспечения этой уникальности и ECMT, описан ниже.
Одноадресный FDB/FIB будет заполнен на основе этого первого вычисления кратчайшего пути. Будет создана одна запись на каждое поведение ECMT/B-VID.
Транзитное многоадресное вычисление (которое применяется только в случае, когда требуется транзитная репликация, и не применяется к службам, выбравшим репликацию головного узла) может быть реализовано многими способами, необходимо соблюдать осторожность, чтобы сохранить его эффективность, но в целом необходимо выполнить ряд вычислений кратчайшего пути. Основное требование — решить, «нахожусь ли я на кратчайшем пути между двумя узлами, один из которых передает I-SID, а другой получает этот I-SID».
Довольно плохо работающий псевдокод для этого вычисления выглядит примерно так:
для каждого УЗЛА в сети, который создает хотя бы один ISID передачи, сделайте SPF = вычислить деревья кратчайших путей от NODE для всех ECMT B-VID. для каждого поведения ECMT сделать для каждого СОСЕДА УЗЛА сделать если СОСЕД находится на SPF по направлению к УЗЛУ для этого ECMT тогда T = ISID передачи УЗЛА объединены со всеми приемниками ISID ниже нас по SPF для каждого ISID в T сделать создать/изменить запись многоадресной рассылки, где [ MAC-DA = NODE.SpsourceID:20||ISID:24||LocalBit:1||MulticastBit:1 B-VID = VID, связанный с этим ECMT выходной порт = интерфейс к СОСЕДУ в порту = порт по направлению к УЗЛУ на SPF для этого ECMT ]
Вышеуказанный псевдокод вычисляет гораздо больше SPF, чем строго необходимо в большинстве случаев, и известны лучшие алгоритмы для определения, находится ли узел на кратчайшем пути между двумя другими узлами. Ссылка на статью, представленную в IEEE, которая дает гораздо более быстрый алгоритм, который радикально сокращает количество требуемых внешних итераций, приведена ниже.
В целом, даже описанный выше исчерпывающий алгоритм при тщательной разработке более чем способен обработать несколько сотен узловых сетей за несколько десятков миллисекунд на обычных процессорах с тактовой частотой 1 ГГц и выше.
Для ISID, выбравших репликацию на головном узле, вычисления тривиальны и включают в себя простой поиск других точек подключения, которые получают этот ISID, и создание последовательной одноадресной таблицы для репликации на них по одной.
802.1aq должен создавать детерминированные симметричные нисходящие конгруэнтные кратчайшие пути. Это означает, что не только заданный узел должен вычислять тот же путь вперед и назад, но и все другие узлы ниже по течению (и выше по течению) на этом пути должны также создавать тот же результат. Эта нисходящая конгруэнтность является следствием характера пересылки Ethernet пошагового трафика, поскольку для определения следующего перехода используются только адрес назначения и VID. Важно помнить об этом при попытке разработать другие алгоритмы ECMT для 802.1aq, поскольку в эту ловушку легко попасть. [ необходима цитата ] Он начинается с принятия метрик однонаправленного канала, которые рекламируются ISIS для 802.1aq, и обеспечения их симметричности. Это делается путем простого взятия MIN из двух значений на обоих концах перед выполнением любых вычислений. Однако это само по себе не гарантирует симметрию.
Стандарт 802.1aq описывает механизм, называемый PATHID, который является уникальным идентификатором пути в масштабах всей сети. Это полезный логический способ понять, как детерминированно разрывать связи, но это не то, как можно реализовать такой разрыв связи на практике. PATHID определяется как просто последовательность SYSID, которые составляют путь (не включая конечные точки).. отсортировано. [ необходимо пояснение ] Таким образом, каждый путь в сети имеет уникальный PATHID, независимо от того, где в сети обнаружен путь.
802.1aq всегда выбирает путь с наименьшим значением PATHID, когда выбор возникает при расчетах кратчайшего пути. Это гарантирует, что каждый узел примет одинаковое решение.
Например, на рисунке 7 выше, есть четыре равноценных пути между узлом 7 и узлом 5, как показано цветами: синим, зеленым, розовым и коричневым. PATHID для этих путей следующие:
PATHID[brown] = {0,1}PATHID[pink] = {0,3}PATHID[green] = {1,2}PATHID[blue] = {2,3}Таким образом, наименьший PATHID — это коричневый путь {0,1}.
Этот алгоритм с низким PATHID имеет очень желательные свойства. Во-первых, это может быть сделано постепенно, просто ища самый низкий SYSID вдоль пути, и, во-вторых, потому что эффективная реализация, которая работает пошагово, возможна, просто отслеживая два конкурирующих пути и ища минимум из двух минимальных SYSID путей.
Алгоритм с низким PATHID является основой всех 802.1aq tie breaking. ECMT также основан на алгоритме с низким PATHID, просто подавая ему различные перестановки SYSID – по одной на алгоритм ECMT. Наиболее очевидной перестановкой для передачи является полная инверсия SYSID путем его XOR-обработки с 0xfff... перед поиском минимума из двух минимумов. Этот алгоритм называется высоким PATHID, потому что он логически выбирает самый большой путь PATHID при наличии двух вариантов с равной стоимостью.
В примере на рисунке 7 путь с наивысшим PATHID — это синий путь, PATHID которого равен {2,3}. Простое инвертирование всех SYSID и запуск алгоритма с низким PATHID даст тот же результат.
Другие 14 определенных алгоритмов ECMT используют различные перестановки SYSID путем его XOR-ирования с различными битовыми масками, которые разработаны для создания относительно хорошего распределения битов. Должно быть ясно [ необходима цитата ] , что различные перестановки приведут к тому, что фиолетовый и зеленый пути будут поочередно самыми низкими.
17 отдельных 64-битных масок, используемых алгоритмом ECT, состоят из одного и того же байтового значения, повторенного восемь раз для заполнения каждой 64-битной маски. Эти 17 байтовых значений следующие:
ECT - МАСКА [ 17 ] = { 0x00 , 0x00 , 0xFF , 0x88 , 0x77 , 0x44 , 0x33 , 0xCC , 0xBB , 0x22 , 0x11 , 0x66 , 0x55 , 0xAA , 0x99 , 0xDD , 0xEE }; ECT-MASK[0] зарезервирован для общего алгоритма связующего дерева, в то время как ECT-MASK[1] создает набор деревьев с низким значением PATHID для поиска кратчайших путей, ECT-MASK[2] создает набор деревьев с высоким значением PATHID для поиска кратчайших путей, а другие индексы создают другие относительно разнообразные перестановки деревьев с поиском кратчайших путей.
Кроме того, алгоритмы разрешения конфликтов ECMT также допускают некоторую степень человеческого вмешательства или настройки. Это достигается путем включения поля BridgePriority вместе с SYSID, так что комбинация, называемая BridgeIdentifier, становится входными данными для алгоритма ECT. Регулируя BridgePriority вверх или вниз, можно повысить или понизить PATHID пути относительно других, и обеспечивается значительная степень настраиваемости.
Приведенное выше описание дает простой для понимания способ рассмотрения разрешения конфликтов; фактическая реализация просто возвращается от точки разветвления к точке соединения по двум конкурирующим путям с одинаковой стоимостью (обычно во время вычисления кратчайшего пути Дейкстры ) и выбирает путь, проходящий через наименьшее (после маскирования) значение BridgePriority|SysId.
Первые публичные испытания на совместимость IEEE 802.1aq были проведены в Оттаве в октябре 2010 года. Два поставщика предоставили реализации SPBM, и в общей сложности 5 физических коммутаторов и 32 эмулируемых коммутатора были протестированы на предмет управления/данных и OA&M. [29]
Дальнейшие мероприятия были проведены в Оттаве в январе 2011 года с участием 5 поставщиков и 6 реализаций [30] , на мероприятии Interop 2013 года в Лас-Вегасе, где сеть SPBM использовалась в качестве магистральной сети. [31] [32]
Были предложены стандарты MC-LAG , VXLAN и QFabric , но стандарт IETF TRILL (прозрачное соединение множества связей) считается основным конкурентом IEEE 802.1aq, и: «оценка относительных достоинств и различий двух предложений стандартов в настоящее время является предметом горячих дискуссий в сетевой индустрии». [33]
Рекомендации по развертыванию и передовой опыт взаимодействия изложены в документе IETF под названием «Рекомендации по развертыванию SPB» [34].
Extreme Networks, благодаря приобретению бизнеса и активов Avaya Networking, в настоящее время является ведущим представителем развертываний на основе SPB; их улучшенная и расширенная реализация SPB, включая интегрированную IP-маршрутизацию уровня 3 и функциональность IP Multicast, продается под вывеской технологии "Fabric Connect". Кроме того, Extreme Networks поддерживает проект IETF Internet Draft , который определяет средства автоматического расширения услуг на основе SPBM для конечных устройств через обычные коммутаторы Ethernet, используя протокол связи на основе 802.1AB LLDP ; эта возможность - продаваемая технология " Fabric Attach " - позволяет автоматически подключать конечные устройства и включает динамическую настройку сопоставлений VLAN/I-SID (VSN). [37] [38]
Компания Avaya (приобретенная Extreme Networks) внедрила решения SPB/Fabric Connect для предприятий, работающих в ряде отраслей: [39]
Используя VLAN следующего поколения IEEE, называемую идентификатором интерфейса услуг (I-SID), он способен поддерживать 16 миллионов уникальных служб по сравнению с ограничением VLAN в четыре тысячи.
Path Bridging заменит Spanning Tree в структуре Ethernet.
— это 10-гигабитный коммутатор Top-of-Rack, поддерживающий сетевые стандарты Shortest Path Bridging (SPB), Edge Virtual Bridging (EVB) и Fiber Channel over Ethernet (FCoE).
Path Bridging IEEE 802.1aq
