تعرف على معنى بروتوكول الشجرة المتفرعة المتعددة (802.1s)

المقدمة

يصف هذا المستند الميزات والتكوينات لبروتوكول الشجرة الممتدة المتعددة (802.1s).

المتطلبات الأساسية

المتطلبات

توصي Cisco بأن تكون لديك معرفة بالمواضيع التالية:

• معرفة ببروتوكول STP السريع (RSTP) (معيار 802.1w)

المكونات المستخدمة

لا يقتصر هذا المستند على إصدارات برامج ومكونات مادية معينة.

تم إنشاء المعلومات الواردة في هذا المستند من الأجهزة الموجودة في بيئة معملية خاصة. بدأت جميع الأجهزة المُستخدمة في هذا المستند بتكوين ممسوح (افتراضي). إذا كانت شبكتك قيد التشغيل، فتأكد من فهمك للتأثير المحتمل لأي أمر.

معلومات أساسية

بروتوكول الشجرة المتفرعة المتعددة (MST) هو معيار IEEE المستوحى من تنفيذ بروتوكول الشجرة المتفرعة (MISTP) لمثيلات Cisco المتعددة الخاصة. يبدي هذا طاولة الدعم ل MST في مختلف مادة حفازة مفتاح:

منصة Catalyst	MST مع RSTP
Catalyst 2900 XL و 3500 XL	غير متوفر
Catalyst 2950 و 3550	cisco ios ® 12.1(9)EA1
Catalyst 2955	جميع إصدارات برنامج Cisco IOS
مادة حفازة 2948g-l3 و 4908g-l3	غير متوفر
Catalyst 4000 و 4500 (Cisco IOS)	12.1(12c)ew
Catalyst 5000 و 5500	غير متوفر
Catalyst 6000 و 6500 (Cisco IOS)	12.1(11b)EX و 12.1(13)E و 12.2(14)SX
Catalyst 8500	غير متوفر

لمزيد من المعلومات حول RSTP (802.1w)، ارجع إلى فهم بروتوكول الشجرة المتفرعة السريعة (802.1w).

مكان إستخدام MST

يوضح هذا المخطط تصميما مشتركا يتميز بالمحول A مع 1000 شبكة VLAN متصلة بشكل متكرر بمحولين للتوزيع، D1 و D2.

في هذا الإعداد، يتصل المستخدمون بالمحول (أ)، ويسعى مسؤول الشبكة عادة إلى تحقيق موازنة الأحمال على وصلات محول الوصول استنادا إلى شبكات VLAN الزوجية أو الفردية أو أي نظام آخر يعتبر مناسبا.

الوصول إلى المحول A باستخدام 1000 شبكة محلية ظاهرية (VLANs) متصلة بشكل متكرر بالمحولين D1 و D2

هذه الأقسام هي حالات يتم فيها إستخدام أنواع مختلفة من بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP) على هذا الإعداد:

حالة PVST+

في بيئة الشجرة المتفرعة لكل شبكة VLAN (PVST+) من Cisco، يتم ضبط معلمات الشجرة المتفرعة بحيث يتم توجيه نصف شبكات VLAN على كل خط اتصال اتصال.

ومن أجل تحقيق ذلك بسهولة، أختر Bridge D1 ليكون هو الجذر للشبكات المحلية الظاهرية (VLANs) من 501 إلى 1000 والجسر D2 ليكون هو الجذر للشبكات المحلية الظاهرية (VLANs) من 1 إلى 500. هذه العبارات صحيحة لهذا التكوين:

• في هذه الحالة، أفضل نتائج موازنة الأحمال.

• يتم الاحتفاظ بمثيل شجرة متفرعة واحد لكل شبكة محلية ظاهرية (VLAN)، مما يعني 1000 حالة فقط لاثنين من المخططات المنطقية النهائية المختلفة.

    وهذا يؤدي إلى إهدار دورات وحدة المعالجة المركزية (CPU) بشكل ملحوظ لجميع المحولات في الشبكة (بالإضافة إلى النطاق الترددي المستخدم لكل مثيل لإرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) الخاصة به).

حالة قياسية وفقا لمعيار 802.1q

يحدد معيار IEEE 802.1Q الأصلي أكثر بكثير من مجرد التوصيل. يحدد هذا المعيار شجرة متفرعة مشتركة (CST) تفترض فقط مثيل شجرة متفرعة واحد للشبكة المتفرعة بالكامل، بغض النظر عن عدد شبكات VLAN.

إذا تم تطبيق CST على طبولوجيا هذا المخطط التالي، فإن النتيجة تتشابه مع الرسم التخطيطي الظاهر هنا:

الشجرة الممتدة الشائعة (CST) المطبقة على الشبكة

في شبكة تقوم بتشغيل CST، تكون هذه العبارات صحيحة:

• لا يمكن موازنة الأحمال؛ تحتاج إحدى الوصلات إلى حظر جميع شبكات VLAN.

• تم توفير وحدة المعالجة المركزية، يلزم حساب حالة واحدة فقط.

ملاحظة: يعمل تنفيذ Cisco على تعزيز معيار 802.1q من أجل دعم محول PVST واحد. تتصرف هذه الميزة تماما مثل PVST في هذا المثال. يتم إنشاء قنوات وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) لكل شبكة محلية ظاهرية (VLAN) من Cisco بواسطة جسور 802.1Q نقية.

MST Case

وتجمع شبكات MST (IEEE 802. 1s) بين أفضل الجوانب من كل من شبكات PVST+ و 802. 1q.

الفكرة هي أنه يمكن تعيين العديد من شبكات VLAN على عدد أقل من مثيلات الشجرة المتفرعة لأن معظم الشبكات لا تحتاج إلى أكثر من عدد قليل من المخططات المنطقية.

في المخطط الموصوف في الرسم التخطيطي الأول، هناك فقط نموذجان منطقيان نهائيان مختلفان، لذلك يكون من الضروري حقا وجود مثالين للشجرة الممتدة فقط.

لا توجد حاجة لتشغيل 1000 مثيل. إذا قمت بتعيين نصف شبكات VLAN طراز 1000 إلى مثيل شجرة متفرعة مختلف، كما هو موضح في هذا المخطط، فإن هذه العبارات تكون صحيحة:

• لا يزال من الممكن تحقيق مخطط موازنة الأحمال المطلوب لأن نصف شبكات VLAN تلتزم بمثيل واحد منفصل.

• تم توفير وحدة المعالجة المركزية (CPU) لأنه يتم حساب حالتين فقط.

تخطيط نصف شبكات VLAN طراز 1000 لمثيل شجرة متفرعة مختلف

ومن وجهة النظر الفنية، فإن أفضل حل يتلخص في الاستعانة بالفنيين المتخصصين. من منظور المستخدم النهائي، تتمثل العوائق الرئيسية المرتبطة بالترحيل إلى الإدارة السليمة للمواد الكيميائية فيما يلي:

• والبروتوكول أكثر تعقيدا من الشجرة المتفرعة المعتادة ويتطلب تدريبا إضافيا للموظفين.

• ويمكن أن يشكل التفاعل مع الجسور القديمة تحديا. لمزيد من المعلومات، ارجع إلى قسم التفاعل بين مناطق MST والعالم الخارجي في هذا المستند.

المنطقة المتوسطة والصغيرة

وكما ذكر سابقا، فإن التحسين الرئيسي الذي أدخلته MST هو أنه يمكن تعيين العديد من شبكات VLAN على مثيل شجرة متفرعة واحد.

وهذا يثير مشكلة كيفية تحديد شبكة VLAN التي سيتم ربطها بالمثيل الذي سيتم ربطها به؛ وبشكل أكثر دقة، كيفية تمييز وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) حتى يمكن للأجهزة المتلقية تحديد المثيلات والشبكات المحلية الظاهرية (VLANs) التي ينطبق عليها كل جهاز.

لا تكون المشكلة ذات صلة في حالة معيار 802.1q، حيث يتم تعيين جميع المثيلات إلى مثيل فريد. في تطبيق PVST+، يكون الاقتران:

• تنقل شبكات VLAN المختلفة وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) للمثيل الخاص بها (وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) لكل شبكة محلية ظاهرية (VLAN)).

أرسل Cisco MISTP BPDU لكل مثيل، مع قائمة بشبكات VLAN التي كان BPDU مسؤولا عنها، in order to حللت هذه المشكلة.

إن خطأ، لم يشكل إثنان مفتاح بشكل صحيح يتلقى مدى مختلف VLANs يربط إلى ال نفسه مثيل، هو كان يصعب للبروتوكول أن يسترد بشكل صحيح من هذا حالة.

وقد تبنت لجنة IEEE 802.1s نهجا أسهل وأبسط بكثير أدخل مناطق MST. اعتبر المنطقة مكافئة للأنظمة الذاتية لبروتوكول العبارة الحدودية (BGP)، وهي مجموعة من المحولات الموضوعة تحت إدارة مشتركة.

تكوين MST ومنطقة MST

يكون لكل محول يشغل MST في الشبكة تكوين MST مفرد يتكون من السمات الثلاث التالية:

1. اسم تكوين أبجدي رقمي (32 بايت)

2. رقم مراجعة التكوين (بايتان)

3. جدول يتكون من 4096 عنصرا يربط كل من شبكات VLAN المحتملة التي يبلغ عددها 4096 المدعومة على الهيكل بمثيل معين

لكي تكون جزءا من منطقة MST مشتركة، يجب أن تشارك مجموعة من المحولات سمات التكوين نفسها. والأمر متروك لمسؤول الشبكة لنشر التكوين بشكل صحيح عبر المنطقة.

حاليا، لا يمكن إستخدام هذه الخطوة إلا من خلال واجهة سطر الأوامر (CLI) أو من خلال بروتوكول إدارة الشبكة البسيط (SNMP).

يمكن تصور أساليب أخرى، نظرا لأن مواصفات IEEE لا تشير بشكل صريح إلى كيفية إنجاز هذه الخطوة.

ملاحظة: إذا إختلفت محولان لأي سبب على سمة تكوين واحدة أو أكثر، تكون المحولات جزءا من مناطق مختلفة. أحلت ل كثير معلومة القسم تالي، منطقة حد.

حدود المنطقة

ولضمان إعداد خرائط متسقة من شبكة VLAN إلى قائمة، من الضروري أن يكون البروتوكول قادرا تماما على تحديد حدود المناطق.

ولهذا الغرض، يتم تضمين خصائص المنطقة في وحدات بيانات بروتوكول الجسر. لا يتم نشر تعيين شبكات VLAN إلى المثيل بدقة في وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU)، نظرا لأن المحولات بحاجة فقط إلى معرفة ما إذا كانت في نفس المنطقة كجار أم لا.

لذلك، يتم إرسال ملخص فقط لجدول تعيين VLANs إلى مثيل، مع رقم المراجعة والاسم.

بمجرد أن يستقبل المحول وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU)، يستخرج المحول الملخص (قيمة رقمية مشتقة من جدول تعيين من شبكة VLAN إلى مثيل من خلال وظيفة رياضية) ويقارن هذا الملخص بملخصه المحسوب.

إذا إختلفت الملخصات، فإن المنفذ الذي تم إستلام BPDU عليه يكون على حدود المنطقة.

بشكل عام، يكون المنفذ على حدود منطقة إذا كان الجسر المعين على قطاعها في منطقة مختلفة أو إذا كان يستلم وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) القديمة طراز 802.1d. في هذا رسم بياني، يكون الميناء على B1 على الحد من المنطقة A، بينما الميناء على B2 و B3 داخلي إلى المنطقة B:

مثيلات MST

من مواصفات IEEE 802.1s، يجب أن يكون جسر MST قادرا على معالجة هذين المثلين على الأقل:

• شجرة الامتداد الداخلية (IST)

• مثيل (مثيلات) شجرة متفرعة متعددة أو أكثر (MSTIs)

ولا تزال المصطلحات تتطور، حيث أن 802.1s في الواقع في مرحلة ما قبل المعايير. ومن المحتمل أن تتغير هذه الأسماء في الإصدار النهائي من معيار 802.1s. يدعم تنفيذ Cisco 16 حالة: IST واحد (المثيل 0) و 15 MSTIs.

مثيلات IST

من أجل فهم دور مثيل IST بشكل واضح، تذكر أن MST مصدرها IEEE. لذلك، يجب أن يكون MST قادرا على التفاعل مع الشبكات القائمة على معيار 802.1Q، لأن معيار 802.1Q هو معيار IEEE آخر. بالنسبة لمعيار 802.1q، لا تقوم الشبكة التي يتم تقسيمها عبر جسر إلا بتنفيذ شجرة متفرعة واحدة (CST). ومثال IST هو ببساطة مثيل RSTP الذي يوسع CST داخل منطقة MST.

يقوم مثيل IST باستلام وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) وإرسالها إلى CST. ويمكن أن يمثل الاتحاد الدولي للاتصالات منطقة MST بأكملها كجسر ظاهري للقنوات الليفية إلى العالم الخارجي.

وهما رسمان متكافئان وظيفيا. لاحظ موقع المنافذ المحظورة المختلفة. في شبكة جسر بشكل نموذجي، تتوقع أن ترى منفذا محظورا بين المحولين M و B.

بدلا من الحجب على D، تتوقع أن تكون الحلقة الثانية معطلة من قبل ميناء محظور في مكان ما في وسط منطقة MST.

ومع ذلك، ونظرا ل IST، تظهر المنطقة بالكامل كجسر ظاهري واحد يشغل شجرة متفرعة واحدة (CST). وهذا يجعل من الممكن فهم أن الجسر الظاهري يمنع منفذا بديلا على B.

كما أن ذلك الجسر الظاهري موجود على المقطع من C إلى D ويقود المحول D لحظر منفذه.

إن الآلية التي تجعل المنطقة تظهر على أنها جسر CST ظاهري واحد تقع خارج نطاق هذا المستند ولكن يتم وصفها بشكل واف في مواصفات IEEE 802.1s.

ومع ذلك، إذا أبقيت خاصية الجسر الافتراضية هذه الخاصة بمنطقة MST نصب عينيك، فإن التفاعل مع العالم الخارجي أسهل بكثير للفهم.

إم إس تي أي

MSTIs بسيط RSTP مثال أن يتواجد فقط داخل منطقة. تقوم هذه الأمثلة بتشغيل بروتوكول RSTP تلقائيا بشكل افتراضي، دون أي عمل تكوين إضافي.

وخلافا للمركز الدولي للأبحاث، فإن مؤسسات التأمين العسكري لا تتفاعل أبدا مع خارج المنطقة. تذكر أن MST يركض شجرة متفرعة واحدة فقط خارج المنطقة، لذلك باستثناء حالة IST، فإن الأمثلة العادية داخل المنطقة ليس لها نظير خارجي.

وبالإضافة إلى ذلك، لا تقوم وحدات بيانات بروتوكول الجسر (MSTI) بإرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) خارج المنطقة، بل تقوم بذلك فقط الوحدة الخاصة بالإصدار.

لا ترسل وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) الفردية المستقلة. وداخل منطقة MST، تتبادل الجسور وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) الخاصة ب MST والتي يمكن رؤيتها كوحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) عادية ل IST كما تحتوي على معلومات إضافية لكل MSTI.

يوضح هذا المخطط تبادل BPDU بين المحولين A و B داخل منطقة MST. كل مفتاح يرسل فقط واحد BPDU، غير أن كل يتضمن واحد MRecord واحد لكل MSTI حاضر على الميناء.

ملاحظة: في هذا المخطط، لاحظ أن حقل المعلومات الأول الذي يتم تحميله بواسطة وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) الخاصة بوحدة بيانات بروتوكول الجسر (MST) يحتوي على بيانات حول IST. وهذا يعني ضمنا أن IST (المثال 0) موجود دائما في كل مكان داخل منطقة MST. ومع ذلك، لا يحتاج مسؤول الشبكة إلى تعيين شبكات VLAN على المثيل 0، وبالتالي فإن هذا لا يعد مصدر قلق.

وعلى عكس مخطط الشجرة المتفرعة العادية، يمكن لكلا طرفي الارتباط إرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) واستقبالها في نفس الوقت.

وذلك نظرا لأنه، كما هو موضح في هذا المخطط، يمكن تخصيص كل جسر لواحد أو أكثر من الأمثلة ويحتاج إلى إرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs).

بمجرد تعيين مثيل MST واحد على منفذ ما، سيتم إرسال وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) التي تحتوي على المعلومات لجميع المثيلات (IST+ MSTIs).

يوضح الرسم التخطيطي الظاهر هنا وحدات MST BDPU التي يتم إرسالها داخل وخارج منطقة MST:

MST BDPUs يرسل داخل وخارج منطقة MST

يحتوي MRecord على معلومات كافية (غالبا معلمات أولوية الجسر الرئيسي والجسر المرسل) للمثيل المقابل لحساب طبقته النهائية.

لا يحتاج MRecord إلى أي معلمات متعلقة بالتوقيت مثل وقت الترحيب والتأخير للأمام والحد الأقصى للعمر والتي توجد عادة في وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) الخاصة بوحدة التحكم IEEE 802.1d أو 802.1Q الخاصة بوحدة بيانات بروتوكول الجسر (CST).

المثيل الوحيد في المنطقة MST الذي يستخدم هذه المعلمات هو IST، ويحدد وقت الترحيب مدى تكرار إرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs)، ويتم إستخدام معلمة التأخير للأمام بشكل رئيسي عندما لا يكون الانتقال السريع ممكنا (تذكر أن الانتقال السريع لا يحدث على الارتباطات المشتركة).

وبما أن وكالات العلم والتكنولوجيا تعتمد على IST لنقل معلوماتها، فإن وكالات العلم والتكنولوجيا لا تحتاج إلى هذه المؤقتات.

أخطاء تكوين شائعة

تعد الاستقلالية بين المثيل وشبكة VLAN مفهوما جديدا يشير ضمنا إلى أنه يجب عليك تخطيط التكوين الخاص بك بعناية. يكون مثيل IST نشطا على جميع المنافذ، سواء كان قسم خط الاتصال أو الوصول يوضح بعض المزالق المشتركة وكيفية تفاديها.

يكون مثيل IST نشطا على جميع المنافذ، سواء كان خط الاتصال أو الوصول

يوضح هذا المخطط المحولين A و B المتصلين بمنافذ الوصول الموجودة في شبكات VLAN المنفصلة. يتم تعيين شبكة VLAN 10 وشبكة VLAN 20 على مثيلات مختلفة. VLAN 10 معين إلى المثيل 0، بينما VLAN 20 معين إلى المثيل 1.

ينتج عن هذا التكوين عدم قدرة pcA على إرسال إطارات إلى pcB. العرض يكشف أمر أن مفتاح B يمنع الربط أن مفتاح A في VLAN 10، كما هو موضح في هذا رسم بياني:

كيف يكون ذلك ممكنا في مثل هذه الطوبولوجيا البسيطة، بدون حلقة ظاهرة؟

يتم شرح هذه المشكلة من خلال حقيقة أن معلومات MST يتم نقلها مع وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) واحدة فقط (IST BPDU)، بغض النظر عن عدد المثيلات الداخلية. لا تقوم المثيلات الفردية بإرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) الفردية.

عندما يقوم المحول A والمحول B بتبادل معلومات بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP) لشبكة VLAN رقم 20، تقوم المحولات بإرسال وحدة بيانات لبروتوكول الجسر (BPDU) خاصة باستخدام MRecard للمثيل 1 لأن هذا هو المكان الذي يتم فيه تعيين شبكة VLAN رقم 20.

ومع ذلك، نظرا لأنه وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) ل IST، تحتوي وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) هذه أيضا على معلومات للمثال 0. هذا يعني أن مثيل IST نشط على كل المنافذ داخل منطقة MST، سواء كانت هذه المنافذ تحمل شبكات VLAN المعينة إلى مثيل IST أم لا.

يوضح هذا المخطط المخطط المخطط المخطط المنطقي لمثيل IST:

يستلم مفتاح B إثنان BPDUs للمثيل 0 من مفتاح a (واحد على كل ميناء). من الواضح أن المفتاح B يضطر أن يمنع واحد من ميناءه in order to تفاديت أنشوطة.

الحل المفضل هو إستخدام مثيل لشبكة VLAN رقم 10 ومثيل آخر لشبكة VLAN رقم 20 لتجنب تعيين شبكات VLAN إلى مثيل IST.

بديل أن يحمل هذا VLANs يعين إلى ال IST على كل خطوة (يسمح VLAN 10 على كلا ميناء، بما أن في الرسم بياني تالي).

إثنان VLANs يعين إلى ال نفسه مثيل يمنع ال نفسه ميناء

تذكر أن شبكة VLAN لم تعد تعني مثيل الشجرة المتفرعة. يتم تحديد المخطط بواسطة المثيل، بغض النظر عن شبكات VLAN المعينة إليه.

يبدي هذا رسم بياني مشكلة أن يكون متغير من الواحد يناقش في المثيل IST يكون نشط على كل ميناء، ما إذا شنطة أو منفذ قسم:

يتم تحديد المخطط بواسطة المثيل، بغض النظر عن شبكات VLAN المعينة له

لنفترض أن VLANs 10 و 20 كلا عينت إلى ال نفسه مثيل (مثيل 1).

يريد مسؤول الشبكة تقليم VLAN 10 يدويا على وصلة واحدة وشبكة VLAN 20 على الأخرى لتقييد حركة مرور البيانات على شبكات الوصلات من المحول A إلى محولات التوزيع D1 و D2 (محاولة تحقيق مخطط كما هو موضح في المخطط السابق).

بعد وقت قصير من اكتمال هذا الإجراء، يلاحظ مسؤول الشبكة أن المستخدمين في شبكة VLAN رقم 20 قد فقدوا الاتصال بالشبكة.

هذه مشكلة تكوين خاطئ نموذجي. VLANs 10 و 20 على حد سواء عينت إلى مثيل 1، لذلك هو يعني هناك فقط واحد طوبولوجيا منطقي ل كلا VLANs. لا يمكن تحقيق مشاركة الحمل، كما هو موضح هنا:

مشكلة تكوين خاطئ نموذجية

بسبب التشذيب اليدوي، يتم السماح لشبكة VLAN 20 فقط على المنفذ المحظور، وهو ما يفسر فقد الاتصال. لتحقيق موازنة التحميل، يجب على مسؤول الشبكة تعيين شبكة VLAN رقم 10 و 20 إلى مثالين مختلفين.

قاعدة بسيطة لاستخدامها لتوجيه بعيدا عن هذه المشكلة هي عدم تقليم VLANs يدويا خارج خط اتصال. إذا قررت إزالة بعض شبكات VLAN من خط اتصال، فقم بإزالة جميع شبكات VLAN المعينة إلى مثيل معين معا.

لا تقم بإزالة شبكة VLAN فردية من خط اتصال ولا تقم بإزالة جميع شبكات VLAN التي تم تعيينها إلى نفس المثيل.

التفاعل بين منطقة MST والعالم الخارجي

عند الترحيل إلى شبكة MST، من المرجح أن يضطر المسؤول إلى التعامل مع مشاكل قابلية التشغيل البيني بين MST والبروتوكولات القديمة.

تعمل مجموعة MST بسلاسة تامة باستخدام شبكات CST القياسية وفقا لمعيار 802.1Q، ومع ذلك، تستند قلة قليلة من الشبكات فقط إلى معيار 802.1Q بسبب تقييده لشجرة التوزيع الأحادية.

أطلقت Cisco PVST+ في نفس الوقت الذي تم فيه الإعلان عن دعم 802.1q. كما توفر Cisco آلية توافق فعالة ولكنها بسيطة بين MST و PVST+. يتم شرح هذه الآلية لاحقا في هذا المستند.

الخاصية الأولى لمنطقة MST هي أنه على المنافذ الحدودية لا يتم إرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) ل MSTI، يتم فقط إرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) الخاصة ب IST. المثيلات الداخلية (MSTIs) دائما تطابق تلقائيا طبولوجيا IST في منافذ الحدود، كما هو موضح في هذا الرسم التخطيطي:

المثيلات الداخلية (MSTIs) دائما تطابق تلقائيا طبولوجيا IST في منافذ الحد

في هذا المخطط، افترض أنه قد تم تعيين شبكات VLAN من 10 إلى 50 إلى المثيل الأخضر، وهو مثيل داخلي (MSTI) فقط.

وتمثل الروابط الحمراء الدائرة الدولية، ومن ثم فهي تمثل أيضا لجنة العلم والتكنولوجيا. يتم السماح بشبكات VLAN من 10 إلى 50 في كل مكان في المخطط.

لا يتم إرسال وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) للمثيل الأخضر من منطقة MST.

هذا لا يعني أن هناك أنشوطة في VLANs 10 to 50. تقوم MSTIs بتعقب IST على المنافذ الحدودية، ويحظر منفذ الحدود على المحول (ب) أيضا حركة مرور البيانات للمثيل الأخضر.

يمكن للمحولات التي تعمل ببرنامج MST الكشف تلقائيا عن جيران PVST+ عند الحدود. هذا مفتاح يستطيع أن يكشف أن يتعدد BPDUs إستلمت على VLANs مختلف من شنطة ميناء للمثيل.

يوضح هذا الرسم التخطيطي مشكلة قابلية التشغيل البيني. تتفاعل منطقة MST فقط مع شجرة متفرعة واحدة (CST) خارج المنطقة.

ومع ذلك، تقوم جسور PVST+ بتشغيل خوارزمية شجرة متفرعة (STA) واحدة لكل شبكة محلية ظاهرية (VLAN)، ونتيجة لذلك، قم بإرسال وحدة بيانات لبروتوكول الجسر (BPDU) على كل شبكة محلية ظاهرية (VLAN) كل ثانيتين.

لا يتوقع جسر Border MST إستقبال العديد من وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs). يتوقع جسر MST إستلام واحد أو إرسال واحد، ويتوقف ذلك على ما إذا كان الجسر هو الجذر ل CST أم لا.

يتوقع MST Bridge تلقي واحد أو إرسال واحد

طورت Cisco آلية لمعالجة المشكلة الموضحة في هذا المخطط. كان من الممكن أن تتكون هذه الإمكانية من إنشاء قنوات لتوزيع وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) الإضافية التي يتم إرسالها بواسطة جسور PVST+ عبر منطقة MST.

ومع ذلك، فقد نص هذا الحل على أن يكون معقدا للغاية وربما خطيرا عند تنفيذه لأول مرة في بروتوكول إدارة البنية التحتية (MISTP). وتم إستحداث نهج أبسط.

تقوم منطقة MST بنسخ وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) الخاصة ب IST على جميع شبكات VLAN لمحاكاة جارة PVST+. يتضمن هذا الحل بعض القيود التي تمت مناقشتها في هذه الوثيقة.

التكوين الموصى به

بما أن منطقة MST تقوم الآن بنسخ وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) الخاصة على كل شبكة VLAN على الحدود، فإن كل مثيل PVST+ يسمع وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) من جذر IST (وهذا يتضمن أن الجذر موجود داخل منطقة MST).

يوصى بأن تكون لجذر IST أولوية أعلى من أي جسر آخر في الشبكة حتى يصبح جذر IST هو الجذر لجميع مثيلات PVST+ المختلفة، كما هو موضح في هذا المخطط:

في هذا المخطط، يكون المحول C هو PVST+ متصل بشكل متكرر بمنطقة MST. جذر IST هو الجذر لجميع مثيلات PVST+ الموجودة على المحول (ج).

ونتيجة لذلك، يقوم المحول C بحظر إحدى الوصلات الخاصة به لمنع حلقات التكرار. في هذه الحالة الخاصة، يكون التفاعل بين PVST+ ومنطقة MST هو الأمثل لأن:

• يمكن ضبط تكاليف منافذ وصلات المحول C لتحقيق موازنة حمل الشبكات المحلية الظاهرية (VLANs) المختلفة عبر منافذ الوصلات (نظرا لأن المحول C يشغل شجرة متفرعة واحدة لكل شبكة محلية ظاهرية (VLAN)، فيمكن لهذا المحول إختيار كتل منافذ الوصلة على أساس كل شبكة محلية ظاهرية (VLAN).

• يمكن إستخدام Uplinkfast على المحول C لتحقيق تقارب سريع في حالة فشل الوصلة.

التكوين البديل (غير مستحسن)

وثمة احتمال آخر هو أن تكون منطقة IST هي الجذر لأي مثيل PVST+ على الإطلاق. هذا يعني أن جميع مثيلات PVST+ لها جذر أفضل من مثيل IST، كما هو موضح في هذا المخطط:

تحتوي جميع مثيلات PVST+ على جذر أفضل من مثيل IST

تتوافق هذه الحالة مع لب PVST+ وطبقة وصول أو توزيع MST، وهو سيناريو نادر الحدوث إلى حد ما. إذا قمت بإنشاء الجسر الرئيسي خارج المنطقة، فتوجد هذه العيوب مقارنة بالتكوين الموصى به سابقا:

• تقوم منطقة MST بتشغيل مثيل شجرة متفرعة واحد فقط يتفاعل مع العالم الخارجي. هذا يعني أساسا أن ميناء حدود يستطيع فقط كنت تحظر أو forwarding لكل VLANs. بمعنى آخر، لا يوجد موازنة حمل ممكنة بين الوصلات في المنطقة التي تؤدي إلى المحول C. يمكن أن تكون الوصلة على المحول (ب) للمثيل قيد الحظر لجميع شبكات VLAN أثناء إمكانية إعادة توجيه المحول (أ) لجميع شبكات VLAN.

• ولا يزال هذا التكوين يسمح بالتقارب السريع داخل المنطقة. إذا فشل الوصلة على المحول (أ)، يلزم تحقيق تحويل سريع إلى وصلة على محول مختلف. وعلى الرغم من أن الطريقة التي يتصرف بها الفريق الدولي داخل المنطقة من أجل أن تكون منطقة الإدارة التكتيكية للأحداث الخاصة كلها أشبه بجسر CST لم يتم مناقشتها بالتفصيل، إلا أنه يمكنك أن تتخيل أن عملية التبديل عبر المنطقة ليست على نفس القدر من الكفاءة التي يتسم بها أي عملية تحويل على جسر واحد.

تكوين غير صالح

بينما توفر آلية محاكاة PVST+ قابلية التشغيل البيني بسهولة وسلاسة بين MST و PVST+، فإن هذه الآلية تعني أن أي تكوين آخر غير التكوينين المذكورين سابقا غير صالح. هذه هي القواعد الأساسية التي يجب الالتزام بها لتفاعل MST و PVST+ ناجح:

1. إذا كان جسر MST هو الجذر، فيجب أن يكون هذا الجسر هو الجذر لجميع شبكات VLAN.

2. إذا كان جسر PVST+ هو الجذر، فيجب أن يكون هذا الجسر هو الجذر لجميع الشبكات المحلية الظاهرية (VLANs) (وهذا يتضمن CST، والذي يعمل دائما على شبكة VLAN رقم 1، بغض النظر عن شبكة VLAN الأصلية، عندما يقوم CST بتشغيل PVST+).

3. يفشل المحاكاة وينتج رسالة خطأ إذا كان جسر MST هو الجذر ل CST، بينما يكون جسر PVST+ هو الجذر لواحدة أو أكثر من شبكات VLAN الأخرى. فشل المحاكاة يضع الحد ميناء في جذر أسلوب متناقض.

فشل المحاكاة يضع الحد ميناء في جذر أسلوب متناقض

في هذا المخطط، يكون Bridge A في منطقة MST هو الجذر لجميع مثيلات PVST+ الثلاثة باستثناء واحد (شبكة VLAN الحمراء). الجسر C هو جذر شبكة VLAN الحمراء.

لنفترض أن الحلقة التي خلقت على ال VLAN أحمر، حيث الجسر C هو الجذر، يصبح منعت بواسطة جسر B. هذا يعني أنه قد تم تخصيص الجسر B لجميع شبكات VLAN باستثناء الجسر الأحمر.

ولا تستطيع منطقة MST القيام بذلك. يمكن أن يكون منفذ الحد هو الحظر أو إعادة التوجيه لجميع شبكات VLAN فقط لأن منطقة MST تقوم بتشغيل شجرة متفرعة واحدة فقط مع العالم الخارجي.

وبالتالي، عندما يكتشف Bridge B وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) أفضل على منفذ الحدود الخاص به، يستدعي الجسر حارس وحدة بيانات بروتوكول الجسر (BPDU) لحظر هذا المنفذ. وضعت الميناء في الجذر متناقض أسلوب.

نفس الآلية بالضبط تؤدي أيضا للجسر أ لحظر ميناءه الحدودي. يتم فقد الاتصال؛ ومع ذلك، يتم الاحتفاظ بمخطط خال من الحلقة حتى في وجود مثل هذا التكوين الخاطئ.

ملاحظة: بمجرد أن ينتج منفذ الحد خطأ غير متناسق على الجذر، تحقق مما إذا كان جسر PVST+ قد حاول أن يصبح الجذر لبعض الشبكات المحلية الظاهرية (VLANs).

إستراتيجية الهجرة

تتمثل الخطوة الأولى في الترحيل إلى الطراز 802.1s/w في تحديد المنافذ من نقطة إلى نقطة والحافة بشكل صحيح. تأكد من أن جميع روابط المحول إلى المحول، التي يكون الانتقال السريع مطلوبا عليها، هي إرتباطات إرسال ثنائي الإتجاه الكامل.

يتم تحديد منافذ الحافة من خلال ميزة PortFast. حدد بعناية عدد المثيلات المطلوبة في الشبكة المحولة، وتذكر أن المثيل يترجم إلى طوبولوجيا منطقية.

حدد ما هي شبكات VLAN التي سيتم تعيينها على هذه المثيلات، وحدد بعناية جذر وجذر إحتياطي لكل مثيل.

أخترت تشكيل إسم ومراجعة رقم أن يستطيع كنت مشترك إلى كل مفتاح في الشبكة.

توصي Cisco بوضع أكبر عدد ممكن من المحولات في منطقة واحدة، وليس من المفيد تقسيم شبكة إلى مناطق منفصلة.

تجنب تعيين أي شبكات VLAN على المثيل 0. قم بترحيل المركز أولا. قم بتغيير نوع بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP) إلى بروتوكول الشجرة المتفرعة (MST) واعمل بطريقك لأسفل إلى محولات الوصول.

يمكن أن تتفاعل MST مع الجسور القديمة التي تعمل على تشغيل PVST+ لكل منفذ، لذلك لا توجد مشكلة في مزج كلا النوعين من الجسور إذا تم فهم التفاعلات بوضوح.

حاول دائما الاحتفاظ بجذر CST و IST داخل المنطقة. إذا قمت بالتفاعل مع جسر PVST+ من خلال خط اتصال، فتأكد من أن جسر MST هو الجذر لجميع الشبكات المحلية الظاهرية (VLANs) المسموح بها على خط الاتصال هذا.

للحصول على نموذج للتكوينات، ارجع إلى:

• مثال التكوين لترحيل الشجرة المتفرعة من PVST+ إلى MST

القرار

يجب أن تفي الشبكات المحولة بمتطلبات القوة والمرونة والتوفر الفائق الصارمة.

ومع التقنيات الجديدة مثل نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP) والفيديو عبر بروتوكول الإنترنت (IP)، لم يعد التجميع السريع حول حالات فشل الارتباط أو المكونات سمة مرغوب فيها: يجب التقارب السريع.

ومع ذلك، كان يتعين على الشبكات المحولة الزائدة عن الحاجة، حتى وقت قريب، الاعتماد على بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP) طراز 802.1d البطيء نسبيا لتحقيق هذه الأهداف. وكثيرا ما تبين أن هذه هي المهمة التي شكلت تحديا لمسؤول الشبكة. 

كانت الطريقة الوحيدة للحصول على بضع ثوان من البروتوكول هي ضبط توقيتات البروتوكول، ولكن غالبا على حساب سلامة الشبكة.

قامت Cisco بإصدار العديد من تحسينات STP 802.1D مثل Uplinkfast و BackboneFast و PortFast. وقد مهدت هذه الميزات الطريق أمام إمكانية تقارب أكثر سرعة للشجرة الممتدة.

كما إستجابت Cisco لمشكلات قابلية توسع الشبكات القائمة على الطبقة الكبيرة 2 (L2) مع تطوير بروتوكول MISTP. وقد قرر المعهد مؤخرا دمج معظم هذه المفاهيم في معيارين: معيار 802.1w (RSTP) ومعيار 802.1s (MST).

مع تنفيذ هذه البروتوكولات الجديدة، يمكنك توقع أوقات تقارب في أقل مئات من المللي ثانية وفي نفس الوقت مقياس إلى آلاف شبكات VLAN.

وتظل Cisco الشركة الرائدة في هذه الصناعة، وتقدم هذين البروتوكولين إلى جانب عمليات التعزيز الخاصة من أجل تسهيل ترحيل الجسور القديمة وقابلية تشغيلها البيني.

معلومات ذات صلة

• فهم بروتوكول الشجرة الممتدة السريع (802.1w)
• دعم تقنية تحويل شبكات LAN
• الدعم الفني والتنزيلات من Cisco