resiliency eaps-erps-mlag

© 2012 Extreme Networks, Inc. All rights reserved.

Паливода Александр[email protected]

Протоколы Быстрой Кольцевой Сходимости

Протоколы Быстрой Кольцевой Сходимости


Быстрая сходимость

SW #1 SW #2

SW “A” SW “B” SW “C” SW “D”

MLAG

EAPSG.8032MPLS Fast Reroute

MLAG

50% TCP

50% TCP

Кольцо

ЯДРО /АГРЕГАЦИЯ

ДОСТУП

КОНЕЧНОЕУСТРОЙСТВО

MLAGStack

Dual-homing

SW #1

SW #2


Проблемы Spanning Tree

3

9 линий связи 5 линий связи

В результате работы Spanning Tree:

• Древовидная структура сети >> долгая сходимость• Перестроение дерева >> простой сети >> вендорские улучшения• Не оптимальные пути для траффика• Не все линии связи используются >> переподписка


Быстрая сходимость - Кольца

SW #1 SW #2


MLAG


MLAG

50% TCP

50% TCP

Кольцо


ДОСТУП


MLAGStack

Dual-homing

SW #1

SW #2


Виды топологий – почему кольцо?

5

Итого 12км оптики Итого 26км оптики

2км

2км

2км

2км

2км

2км

2км

2км

2км

2км

2км

4км

4км

4км4км

ЗвездаКольцо


Кольца – две основные конструкции

Кольцо Полукольцо


Кольца – Топология кольцо-кольцо

7

Кольцо №1 Кольцо №2


Кольца – Топология кольцо-полукольцо

8

Кольцо №1 Полукольцо №1

© 2012 Extreme Networks, Inc. All rights reserved.9

Кольца – Топология полукольцо-полукольцо

Полукольцо №1 Полукольцо №1


Кольца – Топология полукольцо-сеть

Полукольцо №1

MPLSEthernetMAC-in-MAC

Cеть


Кольца – Более сложные топологии




EAPS – общие сведения• EAPS – Ethernet Automatic Protection Switching

– Протокол кольцевой сходимости

– Работает на layer 2

– По характеристикам похож на SONET/SDH

– Сходимость до 50мс

– Простой control plane

– Проста настройка

– Не использует логику STP

– Разработан компанией Extreme Networks в 2000

– IETF RFC 3619

– Используется по всему миру у ряда крупных операторов– NTT (Japan)

– Shaw Cable Systems (Canada)

– Hong Kong Mass Transit Railway

– Cegetel (France)

– Cincinnati Bell Telephone

– Telstra Clear (New Zealand)

– Florida Department of Transportation

13


Типы узлов EAPS

Master Node

S1

S3

S2

PP SS

B

Secondary port logically blocked for protected VLAN data traffic

“Health Check” Messages sent out periodically

Data Traffic

EAPS Ring

Transit

Transit

Transit

Transit

Transit

Master Node (S1)• Intelligence behind the ring• 1 per EAPS domain • Sends “Health Check” messages• Logically blocks secondary port

Transit Node (S2-S5)• 1 or more per EAPS domains• Detects network faults


EAPS – Traffic Flowing with Secondary Port Blocked

Master

S1

S3

S2

PP SS

B


“Health Check” Messages sent out periodically

Data Traffic

“Health Check”

EAPS Ring“Health Check” “Health Check”

“Health Check” “Health Check”


EAPS - Link Failure (Traffic Disruption)

1. Авария на узле или на линке между узлами S3 и S4

2. Узлы S3 и S4 отправляют сообщение “Link Down”

Master

S1

S3

S2

“Link Down”

S3 sends “Link Down” message to Master


Data Traffic

“Link Down”

EAPS Ring

Link Failure

X

“Link Down”

PP SS

B



EAPS – Open Secondary Port



3. Master-узел разблокирует secondary порт

Master

S1

S3

S2

PP SS

Master opens this port for traffic to flow



Data Traffic

EAPS Ring

Link Failure

X

“Link Down” “Link Down”

“Link Down”


EAPS – Ring Down Flush DB

Master

S1

S3

S2

PP SS


Data Traffic

EAPS Ring

Link Failure

X

“Ring Down Flush FDB”





Flush

Flush

Flush

Flush

Flush

Flush

3. Master-узел отправляет сообщение “Ring Down Flush FDB”





EAPS - Traffic restored via Secondary Port

Master

S1

S3

S2

PP SS


Data Traffic

EAPS Ring

Link Failure

X

“Health Check”

“Health Check”

“Health Check” message dropped due to ring failure

4. Master-узел отправляет сообщение “Ring Down Flush FDB”

5. Все коммутаторы очищают FDB и изучают топологию. Стабильное состояние.





Быстрая сходимость – G.8032

SW #1 SW #2


MLAG


MLAG

50% TCP

50% TCP

MAN


ДОСТУП


MLAGStack

Dual-homing

SW #1

SW #2


• Стандарт, разработанный группой ITU в 2006

• Основан на архитектуре EAPS (IETF 3619)

• Предназначается для кольцевых топологий

• 50 мс сходимость

• Используется 802.1 для механизмов MAC, forwarding database и tagging

• Y.1731 “Continuity Check” сообщения для обнаружения link status

21

ERPS (G.8032) – общие сведения


ERPS Operations - Ring Idle State

1. Физическая топология: Все узлы подключены в кольцо

3. Логическая топология: Все узлы подключены без петель

5. В случае аварии генерируется Y.1731 Signal Failure• Потеря связи между коммутаторами• Авария в коммутаторе

(ETH-CC) CCM (Continuity Check Message)

Extreme Networks Confidential and Proprietary. Internal Use Only 2222

RPL Owner Node

RPL Neighbor Node

Ethernet Ring NodeEthernet Ring Node

Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node

2. ERP гарантирует отсутствие петли путем блокировки линка RPL

RPL (Ring Protection Link)

Ethernet Ring Port

4. Каждый линк контролируется двумя соседними узами, используя ETH-CC (OAM messages)

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ERPS Ring


ERPS Operations – Link Failure


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

1. Авария на узле или на линке детектируется ближайшими узлами

Failure

ERPS Ring



1. Авария на узле или на линке детектируется ближайшими узлами


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)

2. Ближайшие к аварии узлы блокируют аварийный линк и сообщают об аварии, используя R-APS (SF) сообщения с идентификаторами узла (node ID) и линка (BPR)

ERPS Ring

(SF) Signal Fail



1. Авария на узле или на линке детектируется ближайшими узлами2. Ближайшие к аварии узлы блокируют аварийный линк и сообщают об аварии, используя R-APS (SF) сообщения с идентификаторами узла (node ID) и линка (BPR)3. Сообщение R-APS (SF) вызывает:

- RPL Owner разблокирует RPL - Все узлы очищают FDB


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)

ERPS Ring

(SF) Signal Fail




- RPL Owner разблокирует RPL - Узлы, отправившие R-APS (SF) очищают FDB


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ERPS Ring

(SF) Signal Fail

4. После разблокировки RPL линка, все узлы получают второе R-APS (SF) сообщение и очищают FDB, что необходимо для настройки node ID и BPR.

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)

R-APS (SF)




- RPL Owner разблокирует RPL - Все узлы очищают FDB


5. Стабильное состояние

27

RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ERPS Ring

(SF) Signal Fail

4. После разблокировки RPL линка, все узлы получают второе R-APS (SF) сообщение и очищают FDB, что необходимо для настройки node ID и BPR


ERPS Operations – Failure Recovery

1. Когда линк восстанавливается после аварии, ближайшие узлы продолжают держать этот линк заблокированным


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ERPS Ring



1. Когда линк восстанавливается после аварии, ближайшие узлы продолжают держать этот линк заблокированным 2. Ближайшие к аварии узлы начинают отправлять R-APS (NR) сообщения и запускают guard timer


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ERPS RingR-APS (NR)

R-APS (NR)

R-APS (NR)

R-APS (NR)

R-APS (NR)

(NR) No Request



1. Когда линк восстанавливается после аварии, ближайшие узлы продолжают держать этот линк заблокированным 2. Ближайшие к аварии узлы начинают отправлять R-APS (NR) сообщения и запускают guard timer3. RPL Owner получает R-APS (NR) сообщение и запускает WTR (Wait to Restore) timer


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ERPS RingR-APS (NR)

R-APS (NR)

R-APS (NR)

R-APS (NR)

R-APS (NR)

(NR) No Request



1. Когда линк восстанавливается после аварии, ближайшие узлы продолжают держать этот линк заблокированным

2. Ближайшие к аварии узлы начинают отправлять R-APS (NR) сообщения и запускают guard timer.3. RPL Owner получает R-APS (NR) сообщение и запускает WTR (Wait to Restore) timer

4. Когда WTR timer проходит, узел RPL Owner блокирует линк RPL и отправляет R-APS (NR, RB) сообщение


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ERPS Ring

R-APS (NR,RB)R-APS (NR,RB)

R-APS (NR,RB)

R-APS (NR,RB)

R-APS (NR,RB)

(NR) No Request

(RB) Root Blocked



1. Когда линк восстанавливается после аварии, ближайшие узлы продолжают держать этот линк заблокированным 2. Ближайшие к аварии узлы начинают отправлять R-APS (NR) сообщения и запускают guard timer3. RPL Owner получает R-APS (NR) сообщение и запускает WTR (Wait to Restore) timer

4. Когда WTR timer проходит, узел RPL Owner блокирует линк RPL и отправляет R-APS (NR, RB) сообщение 5. Узлы получают сообщение и очищают FDB


RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ERPS Ring

(NR) No Request

(RB) Root Blocked



1. Когда линк восстанавливается после аварии, ближайшие узлы продолжают держать этот линк заблокированным 2. Ближайшие к аварии узлы начинают отправлять R-APS (NR) сообщения и запускают guard timer 3. RPL Owner получает R-APS (NR) сообщение и запускает WTR (Wait to Restore) timer

4. Когда WTR timer проходит, узел RPL Owner блокирует линк RPL и отправляет R-APS (NR, RB) сообщение

6. Кольцо возвращается в состояние Idle 5. Узлы получают сообщение и очищают FDB

Extreme Networks Confidential and Proprietary. Internal Use Only3333

RPL Owner Node

RPL Neighbor Node


Ethernet Ring Node

Ethernet Ring Node


Ethernet Ring Port

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ETH-CC

ERPS Ring

(NR) No Request

(RB) Root Blocked


ERPSv2 (Major- and Sub Ring with VC)

RPL Owner Node

RPL Neighbor Node



ERPS Major

Ring

VC= Virtual Channel

2. Sub-Ring имеет собственный узел RPL Owner и RPL линк3. Sub-Ring имеет VC, проходящий через основное кольцо, как защищенный канал

6.Трафик от узла A к узлу B пойдет через VC

ERPS Sub

Ring

Ethernet Ring Node

RPL Owner Node


1. ERPS Sub-Ring - не полное кольцо

A

B

D

C

E

A

5. Sub-Ring RPL Owner разблокирует RPL линк4. В случае аварии канала между узлами A и B

Failure


Каждое кольцо может иметь более одного EAPS/ERPS домена

Каждый EAPS/ERPS домен защищает свою группу VLAN

Это позволяет более гибко распределять нагрузку на каналы

P S

S3

S1

S4 S2

Master Switch

Master Switch

Master Switch

Master SwitchEAPS domain “d1”EAPS domain “d2”EAPS domain “d3”EAPS domain “d4”

Slide 35

Балансировка нагрузки в кольцах EAPS/ERPS


Быстрая сходимость - MLAG

SW #1 SW #2


MLAG


MLAG

50% TCP

50% TCP

MAN


ДОСТУП


MLAGStack

Dual-homing

SW #1

SW #2


Core Network

Multi-Switch Link Aggregation

MLAG Group 1

MLAG Group 2

MLAG Group 3

Link Agg Group 4

Inter-Switch

Connection (ISC)

Inter-Switch Connection (ISC)

• MLAG - Multiswitch LAG

• Объединение двух коммутаторов в виртуальный коммутатор с синхронизацией таблиц коммутации

• Выглядит для других коммутаторов одним коммутатором, поэтому возможно использовать группу каналов (LAG), которая работает с обоими коммутаторами одновременно

– Поддерживается на:

• BlackDiamond® 8K series

• Summit® series with Edge License or above

37

Меньше конфигурирования и увеличение пропускной способности!


MLAG - масштабирование

38


MLAG сходимостьL2 convergence by varying VLANs (3 Runs). All times in msec

L2 convergence by varying FDB entries (3Runs – Link down only). All times in msec

– Linkup times are comparable to link down times

Topology: 3-node MLAG setup with 2 MLAG peers connected to a remote switch

L3 unicast routing convergence is dependent on VRRP failover time.39

Platform 1 VLAN 1024 VLANs

Link DownR1/R2/R3

Link UpR1/R2/R3

Link DownR1/R2/R3

Link UpR1/R2/R3

X480 71/34/36 50/20/15 35/62/42 141/79/131

Platform Minimum (1 MAC)R1/R2/R3

Moderate (1k MACs)R1/R2/R3

MaximumR1/R2/R3

X650 54/44/66 53/55/64 52/55/54 (32k MACs)

X480 33/18/15 47/49/34 13/17/14 (256k MACs)

X460 37/20/20 21/43/24 52/44/40 (32k MACs)


Быстрая сходимость - стекирование

SW #1 SW #2


ЦОД №2

MLAG


MLAG

50% TCP

50% TCP

MAN


ДОСТУП


MLAGStack

Dual-homing

SW #1

SW #2


Стекирование SummitStack – Сходимость 50мс

• Используется один IP адрес для настройки• Настройка стека не отличается от настройки шасси

Централизованное управление

• Стекирование позволяет подключать коммутаторы, используя не дорогие интерфейсы, а так же используя порты 10 Гбит и 40 Гбит

Низкая стоимость и гибкость подключения

• Можно добавлять коммутаторы по мере необходимости

Развитие в будущем

• В стеке можно использовать разные коммутаторы с разными портами 1Гбит/10Гбит/40Гбит

Гибкость в использовании портов

41


Быстрая сходимость

SW #1 SW #2


MLAG


MLAG

50% TCP

50% TCP

MAN


ДОСТУП


MLAGStack

Dual-homing

SW #1

SW #2


Паливода Александр[email protected]

Спасибо за внимание!У Вас есть вопросы?

resiliency eaps-erps-mlag

Technology