Общие сведения о протоколе MSTP (IEEE 802.1s)

Общие сведения о протоколе MSTP (IEEE 802.1s) Содержание Введение Область применения MST Пример использования PVST Пример использования стандарта 802.1q Case Пример использования MST Область MST Конфигурация и область MST Границы области Экземпляры MST Экземпляры IST MSTI Распространенные ошибки конфигурации Экземпляр IST активен на всех магистральных портах и портах доступа Две сети VLAN, подключенных к одному и тому же экземпляру блокирует одни и те же порты Взаимодействие области MST с внешними устройствами Рекомендуемая конфигурация Альтернативная конфигурация (Не рекомендуется) Недопустимая конфигурация Стратегия миграции Заключение Дополнительные сведения Введение Множественное связующее дерево (MST) является стандартом IEEE, в основе которого лежит собственный протокол Cisco – протокол множественных связующих деревьев (MISTP).

Данный документ предназначен для пользователей, уже имеющих представление о скоростном протоколе связующего дерева Rapid STP (RSTP) (802.1w), так как протокол MST основан именно на этом стандарте IEEE. В данной таблице представлены сведения о поддержке протокола MST коммутаторами Catalyst. Платформа Catalyst MST с RSTP Catalyst 2900 XL и 3500 XL Не поддерживает Catalyst 2950 и 3550 Cisco IOS® 12.1(9)EA1 Catalyst 2955 Все версии Cisco IOS Catalyst 2948G-L3 и 4908G-L3 Не поддерживает Catalyst 4000, 2948G и 2980G (Catalyst OS (CatOS)) 7.1 Catalyst 4000 и 4500 (Cisco IOS) 12.1(12c)EW

Стр. 1

Дополнительные сведения о протоколе RSTP (802.1w), см. в документе: Общие сведения о протоколе RSTP (IEEE 802.1w) Использование протокола MST На данной схеме показана типичная схема функционирования коммутатора доступа А (Switch A) с резервным подключением по виртуальным локальным сетям 1000 VLAN к двум распределительным коммутаторам D1 и D2. В этом варианте установки пользователь подключается к коммутатору A, а сетевой администратор выполняет балансировку нагрузки на каналах восходящей связи коммутатора доступа, основанных на четных или нечетных VLAN, или по какой-либо другой подходящей схеме.

В этом разделе представлены примеры использования различных типов протокола STP при таком варианте установки. Пример использования PVST+ В среде связующего дерева по VLAN Cisco (PVST+), параметры связующего дерева настроены таким образом, чтобы по каждой магистрали восходящей связи осуществлялась пересылка для половины сетей VLAN. Чтобы легко достичь этого, сделайте мост D1 корневым для VLAN 501 - 1000, а мост D2 корневым для VLAN 1 - 500. Следующие инструкции верны для данной конфигурации: Достигается оптимальная балансировка нагрузки.

Каждая сеть VLAN поддерживается одним экземпляром связующего дерева, следовательно 1000 экземпляров поддерживают всего лишь две конечные логические топологии. Это приводит к значительному сокращению циклов CPU на всех коммутаторах сети (а пропускная способность при этом используется каждым экземпляром для отправки собственных элементов данных протокола управления мостами (BPDUs)). Пример использования стандарта 802.1q Исходный стандарт IEEE 802.1q используется не только для определения простого магистрального соединения.

Данный стандарт определяет общее связующее дерево (CST), что предполагает поддержку целой сети с мостовыми соединениями только одним экземпляром связующего дерева, независимо от количества сетей VLAN. Результат применения CST в топологии, изображенной на данной схеме, показан на диаграмме, приведенной ниже: Catalyst 5000 и 5500 Не поддерживает Catalyst 6000 и 6500 (CatOS) 7.1 Catalyst 6000 и 6500 (Cisco IOS) 12.1(11b)EX, 12.1(13)E, 12.2(14)SX Catalyst 8500 Не поддерживает

Стр. 2

Для сети, использующей CST, характерны следующие особенности: Невозможна балансировка нагрузки; для одной восходящей связи требуется блокировать все сети VLAN. Загрузки CPU не происходит, т.к. требуется вычислить только один экземпляр. Примечание. Технология Cisco обеспечивает расширение 802.1q для поддержки одного PVST. Реализация данной возможности происходит таким же образом, как в примере с PVST. Туннели BPDU Cisco для каждой сети VLAN создаются с использованием чистых мостов 802.1q. Пример использования MST MST (IEEE 802.1) заключает в себе достоинства PVST+ и 802.1q.

Основная идея состоит в том, что многочисленные сети VLAN могут быть распределены на небольшое число экземпляров связующего дерева, поскольку для большинства сетей достаточно наличие всего нескольких логических топологий. В топологии, изображенной на первой схеме имеются только две конечные логические топологии, поэтому для нее достаточно двух экземпляров связующего дерева. При этом нет необходимости запускать 1000 экземпляров. Если распределить 1000 сетей VLAN на другой экземпляр связующего дерева, как показано на схеме, то будут получены следующие результаты:

Поскольку половина сетей VLAN распределена на отдельный экземпляр связующего дерева, может быть создана желаемая схема балансировки нагрузки. Загрузки CPU не происходит, т.к. требуется вычислить только два экземпляра. С технической точки зрения MST – лучшее решение. С точки зрения конечного пользователя основные недостатки перехода к MST состоят в следующем: Данный протокол более сложный, чем обычный протокол связующего дерева и требует дополнительной подготовки специалистов. Возможны проблемы при взаимодействии с мостами устаревшей модели. Дополнительные сведения см. в разделе Взаимодействие области MST с внешними устройствами данного документа.

Область MST Основное усовершенствование MST – это возможность распределения нескольких сетей VLAN на один экземпляр связующего дерева. Однако возникает проблема с определением того, на какой экземпляр распределена та или иная сеть VLAN. Или, более точно, как пометить BPDU, чтобы принимающее устройство могло определить экземпляр или сеть VLAN, к которым оно относится.

Стр. 3

Данная проблема несущественна в случае стандарта 802.1q, где все экземпляры распределены на уникальный экземпляр. В случае реализации PVST+ соответствие будет следующим: Разные сети VLAN передают BPDU соответствующим экземплярам (один BPDU на каждую сеть VLAN). BPDU отправлялся с помощью протокола Cisco MISTP каждому экземпляру, включая список сетей VLAN, за которые отвечает данный BPDU, таким образом устраняя проблему. Если, в случае ошибочной конфигурации коммутаторов, два из них связывали разный диапазон VLAN с одним экземпляром, восстановление протокола было затруднительно. Комитетом IEEE 802.1s был реализован более простой подход к MST-областям.

Область рассматривается как система, эквивалентная анонимной системе протокола граничного шлюза (Border Gateway Protocol, BGP), которая представляет собой группу коммутаторов под общим администрированием. Конфигурация MST и область MST На каждом коммутаторе сети, использующем MST, присутствует отдельная конфигурация MST, которой присущи три атрибута: Имя конфигурации, состоящее из букв и цифр (32 байта) 1. Номер версии конфигурации (два байта) 2. Таблица из 4096 элементов, в которой каждая из 4096 потенциальных сетей VLAN, поддерживаемых шасси, связывается с назначенным экземпляром. 3. Для образования общей MST-области коммутаторы в группе должны иметь одинаковую конфигурацию атрибутов.

Задача сетевого администратора в данном случае состоит в том, чтобы правильно распределить конфигурацию на всю область. На данном этапе это возможно только с помощью средств интерфейса командной строки (CLI) или простого протокола управления сетью (Simple Network Management Protocol, SNMP). Другие способы в спецификации IEEE не рассматриваются. Примечание. Если один или более атрибутов конфигурации двух коммутаторов отличаются, то эти коммутаторы принадлежат разным областям. Дополнительные сведения см. в разделе Границы области данного документа. Границы области Для сохранения постоянства распределения сети VLAN к конкретному экземпляру, протоколу необходимо определить границы области.

С этой целью в BPDU включаются характеристики области. Само распределение "сеть VLAN – экземпляр" не передается посредством BPDU, поскольку для коммутаторов важны лишь сведения о том, принадлежат ли они одной области и являются соседями. Таким образом, отправляется только дайджест таблицы распределения сетей VLAN по экземплярам, номер версии и имя. При получении BPDU, коммутатор извлекает дайджест (числовое значение, вычисленное из таблицы распределения "сеть VLAN – экземпляр" с помощью математической функции) и сравнивает его со своим собственным вычисленным дайджестом. Если дайджесты отличаются, порт, получивший BPDU, находится на границе области.

Порт является граничным, если назначенный мост в сегменте данного порта находится в другой области или получает устаревшие BPDU 802.1d. На данной схеме порт B1 находится на границе области A, в то время как порты B2 и B3 являются внутренними портами области B.

Стр. 4