Построение кампусных ATM сетей Введение
Построение кампусных ATM сетей
Введение Возможность коммутируемого взаимодействия сетей становится важным элементом в кампусных сетях. В этой области лидирующее положение зани Переход к коммутации
Переход к коммутации
Необходимость увеличения полосы
пропускания, более легкого администрирования и
уменьшения стоимости накладных расходов
побуждает потребителей к переходу на
коммутиру
Преимущества LANE c PNNI
Преимущества LANE c PNNI
LANE версии 1.0 определяет стандарты
для межсетевого взаимодействия сетей Ethernet и Token
Ring с устройствами ATM. Такими устройствами могут
быть конечные станции Компоненты сети ATM выполняющей LANE
Компоненты сети ATM, выполняющей LANE Решение VLAN ? мобильность широковещательное управление и защита
Решение VLAN ? мобильность,
широковещательное управление и защита
VLAN предоставляют возможность
логически разделить сеть на несколько групп по
признаку функциональной принадлежности
пол Масштабирование полосы пропускания PNNI в противовес Spanning Tree
Масштабирование
полосы пропускания - PNNI в противовес Spanning Tree
Основным отличием между сетями VLAN,
построенными на базе ISL и 802.10, и сетями LANE
является ядро или магистраль. Фактор MPOA ? разрешение вопроса о размещении сервера
Фактор MPOA ?
разрешение вопроса о размещении сервера
В текущих сетевых архитектурах
коммутируемых VLAN маршрутизация выполняется
традиционным путем, по которому весь внутренний
трафик V Обеспечение класса услуг в кампусных сетях
Обеспечение класса
услуг в кампусных сетях
При обсуждении преимуществ ATM часто
возникает вопрос о возможности поддержки
классов сервиса (CoS). Текущее положение дел с
ограниченными воз Логическая модель кампусной сети
Логическая модель
кампусной сети Кампусная сеть логическая модель
Кампусная сеть -
логическая модель
Кампусная сеть может быть представлена в виде
нескольких рабочих групп, логически разделенных
в соответствии с административными
требованиями Проектирование сети рабочей группы
Проектирование сети
рабочей группы
Сеть рабочей группы состоит из
множества компьютеров, имеющих общий сервер с
располагающимися на нем данными, разделяемыми
всеми пользователями. Взаим Плоская коммутируемая сеть
Плоская коммутируемая
сеть
Простейший подход к реализации сети
рабочей группы состоит в использовании для всей
рабочей группы одной области распространения
широковещательных сообщений ил Плоская сеть рабочей группы
Плоская сеть рабочей группы Каким образом здесь применяются VLAN?
Каким образом здесь
применяются VLAN?
Плоская сеть имеет превосходные
мобильные характеристики до тех пор, пока каждый
пользователь принадлежит к одному домену
(области распространения ш Ограничения в адресации практические вопросы
Ограничения в
адресации: практические вопросы
Большинство IP-сетей представляют
собой либо сети класса B с маской подсети класса C
(восьмибитовой), либо несколько сетей класса С. Из
этог Распространение широковещательного трафика
Распространение
широковещательного трафика
Термин "домен широковещательного
трафика" происходит от того факта, что и
широковещательный и мультивещательный трафики
(RIP, SAP и т Таблица 1 Масштабирование коллизионных
Таблица 1. Масштабирование
коллизионных областей: максимальное количество
конечных узлов в одной коллизионной области
Тип
протокола
Максимальное
количество конечных узлов
Масштабирование сети рабочей группыПроблемы
Масштабирование сети рабочей
группыПроблемы с адресацией и
ограничением распространения
широковещательного трафика могут быть разрешены
путем распределения сети рабочей группы по
несколь Расположение сервера множественный доступ
Расположение сервера -
множественный доступ
В плоской модели сети для рабочей группы
сервер и пользователи, имеющие к нему доступ,
могут располагаться с нулевым количеством
промежуточных Сравнение физического и логического способа организации множественного доступа к серверам
Сравнение
физического и логического способа организации
множественного доступа к серверам
Требование к NIC при организации
логического множественного доступа к серверу
состоит Однонаправленная пропускная способность LANE
Однонаправленная пропускная
способность LANE
Несмотря на то, что в маркетинговой
информации по различным NIC содержатся данные о
том, что они могут мультиплексировать от 8 до Маршрутизация взаимодействующих подсетей
Маршрутизация
взаимодействующих подсетей
Исходя из того что для реализации
сети рабочей группы необходимо использовать
несколько подсетей, важно спроектировать
достаточное значение произ Таблица 3 Двунаправленная производительность маршрутизации
Таблица 3. Двунаправленная
производительность маршрутизации
Маршрутизатор
Cisco 7500 c процессором AIP
Cisco 7000 с процессором AIP
Cisco 4700
Cisco 7500 с модулем ATM Lite PA Двунаправленная пропускная способность LANE
Двунаправленная пропускная способность LANE Масштабирование кампусной сети
Масштабирование
кампусной сети
Кампусная сеть состоит из
нескольких сетей рабочих групп,
взаимодействующих между собой при помощи
маршрутизаторов. Хотя такое определение и звучит
неско Кампусная архитектура основанная на маршрутизаторах
Кампусная
архитектура, основанная на маршрутизаторах
По правилам этой архитектуры
рабочие группы в кампусной сети разделены
маршрутизаторами логически и физически. Серверы
имеют множеств Архитектура традиционной кампусной сети
Архитектура традиционной кампусной сети
Такая сеть имеет хорошие возможности
для масштабируемости, поскольку каждая сеть
рабочей группы является автономной единицей.
Разделе Распределенная кампусная магистраль Уровня 2
Распределенная
кампусная магистраль Уровня 2
Эта архитектура решает проблемы
стоимости и мобильности пользователей, которые
имелись в предыдущих архитектурах кампусных
сетей. Такая магис VLAN распределенной кампусной сети
VLAN
распределенной кампусной сети Масштабируемость такой магистрали
Масштабируемость такой
магистрали определяется технологиями, которые
используются при ее построении. Магистраль ATM,
так же как и магистраль, основанную на коммутации
пакетов, можно постро PNNI управление шириной полосы
PNNI: управление шириной полосы
пропускания, распределение трафика и
резервирование путей для сетей LANE
PNNI - это протокол маршрутизации ATM,
служащий для маршрутизации соединений и
р Текущая реализация протокола PNNI
Текущая реализация
протокола PNNI на LightStream 1010 не поддерживает
иерархии, поэтому ожидаемая масштабируемость
составляет от 100 до 200 узлов (коммутаторов ATM), в
зависимости от взаим Масштабирование ELAN проблемы протокола Spanning Tree
Масштабирование ELAN: проблемы
протокола Spanning Tree
Протокол Spanning Tree реализован в
коммутаторах/мостах уровня 2 (например, Catalyst 5000)
для того, чтобы препятствовать образованию
Топологии Spanning Tree для сети LANE и сети с коммутацией пакетов
Топологии Spanning
Tree для сети LANE и сети с коммутацией пакетов
Рекомендуется оставить значение
таймеров Spanning Tree, установленные по умолчанию, так
как они хорошо подх Полоса пропускания BUS
Полоса пропускания BUS
В любой ELAN BUS занимается пересылкой
всего широковещательного, мультивещательного и
нераспознанного однонаправленного трафика.
Следовательно, потенциальные возмож Производительность BUS
Производительность BUS Как видно из рисунка платформа
Как видно из рисунка,
платформа Catalyst 5000 обеспечивает лучшую
производительность BUS с одновременным
минимальным использованием CPU. Все другие
устройства, за исключением Catalyst 3000
Расположение служб LANE
Расположение служб LANE Расположение служб LANE влияет
Расположение служб LANE
влияет на производительность сети в целом. В
предыдущей части речь шла о вопросах,
возникающих при выборе аппаратной платформы для
работы служб LANE. В этой части о Планирование количества SVC
Планирование количества SVC
При масштабировании сети АТМ
ключевой является проблема емкости SVC. Сеть ATM,
состоящая из n пограничных устройств, для
обеспечения полного взаимодействия тре Требования SVC для одной ELAN
Требования SVC
для одной ELAN Для служб LANE необходимо минимум
Для служб LANE необходимо
минимум 22 SVC. Каждому пограничному устройству (LEC)
необходимо 4 SVC для того, чтобы быть частью ELAN. В
наихудшем случае в сети ATM должно быть 67 SVC. Если
эт Конфигурация Cisco LANE
Конфигурация Cisco LANE Сети Cisco LANE
Сети Cisco LANE Сети LANE от Cisco характеризуют следующие особенности
Сети LANE от Cisco
характеризуют следующие особенности:
Один активный LECS поддерживает все ELAN в одном
административном домене LANE.
В каждой ELAN имеется одна пара LES/BUS Реализация LANE от Cisco
Реализация LANE от Cisco
Функциональности LECS, LEC, LES, и BUS могут
быть реализованы при помощи различного
оборудования Cisco; полный список приводится в
табл. 4. Таблица 4 Функциональности LANE
Таблица 4. Функциональности LANE по
продуктам
Устройство
Компоненты LANE,
поддерживаемые устройством
Версия программного
обеспечения
Catalyst 5000
LECS, LES, BUS, LEC Эти функции определены на физических
Эти функции определены на
физических ATM-интерфейсах и подинтерфейсах.
Подинтерфейсы, которые могут быть определены как
логические, являются частью физического
интерфейса, тако Пример конфигурации сети LANE
Пример конфигурации сети LANE Пример сети LANE с ассоциированными компонентами
Пример сети LANE
с ассоциированными компонентами
Сетевые требования для построения
Сетевые требования для
построения сети LANE заключаются в поддержке двух
VLAN (ELAN) и наличия возможности маршрутизации между
VLAN. Также необходимо определиться, где будут
работать служб Автоматическое назначение адресов в Cisco LANE
Автоматическое назначение адресов
в Cisco LANE
Каждый компонент LANE, именуемый LECS, LES,
BUS и LEC, требует адрес ATM для обеспечения
возможности уникальной идентификации его
конечной Идентификацию оборудования на
Идентификацию оборудования, на
котором будет работать LECS, и получение его
автоматического адреса путем использования show
lane default.
Идентификацию оборудования и подинтер Конфигурация LightStream 1010
Конфигурация LightStream 1010
Каждый LEC для получения LECS ATM адреса
запрашивает коммутатор ATM через интерфейс ILMI. Для
обеспечения получения положительного ответа от
коммутатора на не Конфигурация Catalyst 5000 (службы
Конфигурация Catalyst 5000 (службы LANE)
Конфигурация LECS. База данных LECS идентифицирует
два сервера LANE, финансовый и маркетинговый, и их
ATM-адреса. ATM-адреса для этих LES с
Таблица 5 Конфигурация базы данных LECS Конфигурация 1LECtoELAN
Таблица 5. Конфигурация базы
данных LECS
Конфигурация 1LEC-to-ELAN
Соответствие на уровне LEC
Lane database test-1Name finance les-atm-address
47.0091.8100.0000.0800.200c.1001. С этого момента компоненты служб
С этого момента компоненты служб
LANE готовы к функционированию и остается только
зарегистрировать LEC на всех устройствах.
Конфигурация LEC производится отдельно для
каждого устройства. Конфигурация клиента LANE Конфигурация
Конфигурация
клиента LANE
Конфигурация LEC на маршрутизаторе.
Подинтерфейсы маршрутизатора, действующие как
LEC, управляют маршрутизацией между VLAN. Для
каждого нуждающегося
Таблица 7. Конфигурация LANE с
использованием ATM-адресов, назначаемых
пользователем
Адреса компонентов LANE,
предопределенные пользователем
LECS: 47.009188880000000000000000.00 Резервирование LANEРабота Форума
Резервирование LANEРабота
Форума ATM над LANE дала потребителям начальный
импульс для перевода рабочих групп и кампусных
сетей на ATM. Применяя LANE, пользователи могут
продолжать работать Проблемы в сети LANE 1 0
Проблемы в сети LANE 1.0
Основной проблемой в сети LANE 1.0
является то, что в определенный момент времени
для LEC может быть доступен только один набор из
компонентов служб LANE. Это опре Способность к быстрому восстановлению в сетях LANE 1 0
Способность к
быстрому восстановлению в сетях LANE 1.0
Повышение способности к быстрому
восстановлению сетей, построенных на LANE, по
существу, заключается в повышении
отказоустойчивости Резервирование LECS
Резервирование LECS
По спецификации LANE 1.0 первым шагом
для LEC во время инициализации является установка
соединения с LECS для получения LES-адресов ATM той ELAN,
к которой он желает пр Конфигурация нескольких
Конфигурация
нескольких LECS и инициализация LEC с
использованием обнаружения адресов LECS
Адреса LECS конфигурируются в
коммутаторе ATM. Для LightStream 1010 команда
конфигу a) Нормальная работа четырех LECS (b) Работа после сбоя в основном LECS
a) Нормальная
работа четырех LECS (b) Работа после сбоя в основном
LECS Резервирование LES/BUS
Резервирование LES/BUS
Часть протокола SSRP, отвечающая за
резервирование LES/BUS, поддерживает конфигурацию
нескольких пар LES/BUS, которые работают в стиле
основной/резервный. Тем не мен a) Физический вид резервной конфигурации LES/BUS (b) Логический вид с базой данных LECS
a) Физический
вид резервной конфигурации LES/BUS (b) Логический вид
с базой данных LECS
При нормальных условиях работы все
приведенные в примере пары LES/BUS B, C, и D имеют Основные принципы использования SSRP
Основные принципы
использования SSRP Типы проектов
Типы проектов
Теоретически количество LECS,
конфигурируемых при помощи SSRP, не ограничено.
Однако рекомендуемое число - два (один основной
плюс второй в режиме резервирования) или три Правила конфигурации
Правила конфигурации
Для поддержки схемы резервирования
LECS необходимо точно выполнять следующие правила
конфигурации. Ошибки в выполнении этих правил
приведут к некорректной работе SSRP a) LEC VCC с основным LES/BUS (b) Новый LEC VCC с резервным LES/BUS
a) LEC VCC с
основным LES/BUS (b) Новый LEC VCC с резервным LES/BUS Замечания по взаимодействию
Замечания по взаимодействию
SSRP может применяться для
независимых LEC других производителей при
условии, что они поддерживают механизм
обнаружения адреса LECS через ILMI и обрабатывают Работа SSRP с общепризнанными адресами LECS
Работа SSRP с общепризнанными адресами
LECS
SSRP работает также с общепризнанными
адресами LECS (47.0079?.), определенными в
спецификации LANE 1.0. Cisco LECS умеет "слушать"
н Работа SSRP в разделенной сети
Работа SSRP в разделенной сети
В случае разделения сети, когда из-за
сбоя коммутатора или канала связи формируются
две отдельные области ATM, каждая из них будет
иметь свой собственный наб Функционирование SSRP в разделенной на части сети
Функционирование SSRP в разделенной на части сети Для конфигурирования SSRP с учетом возможности разделения сети следует соблюдать следующие правила
Для конфигурирования SSRP с
учетом возможности разделения сети следует
соблюдать следующие правила:
1. Конфигурировать каждую часть со
своими собственными службами LANE, которые могут
ст
HSRP по LANE
HSRP по LANE
HSRP является протоколом,
предназначенным для защиты сети от сбоев
маршрутизаторов. Протокол работает между двумя
маршрутизаторами, один из которых назначается в
качестве ос HSRP по LANE (Под)интерфейсам
HSRP по LANE
(Под)интерфейсам
Пример конфигурации HSRP и SSRP
Пример конфигурации
HSRP и SSRP
В этой части представлен пример
конфигурации сети LANE, которая включает SSRP и HSRP
(Два коммутатора Catalyst 5000 (1 и 2) работают
как ос Пример сети LANE исполняющей SSRP и HSRP
Пример сети LANE,
исполняющей SSRP и HSRP
Таблица 8 Конфигурация SSRP Catalyst 50001 (Основной) Lane database lecsdb
Таблица 8. Конфигурация SSRP
Catalyst 5000-1 (Основной)
Lane database lecsdb
Name elan1 server-atm-address
47.00918100000000613E5C0901.00400BE69C31.01
Name elan1 server-atm-ad Таблица 9 Конфигурация HSRP
Таблица 9. Конфигурация HSRP
Cisco 7507-1
Cisco 7507-2
Primary ? ELAN 1, 2 Backup ? ELAN 3, 4
!
interface ATM5/0
mtu 1500
no ip address
ip route-cache optimum
atm pvc 1 0 Карта dual PHY ATM для Catalyst
Карта dual PHY ATM для Catalyst 5000С точки зрения физической
топологии сети имеет место другой аспект для
обеспечения резервирования. Хорошим решением
является добавление двойного PHY-порта Какие существуют проблемы?
Какие существуют проблемы?
Как уже обсуждалось в части 7.3.1,
13-байтный префикс адреса ATM для компонентов LANE на
Catalyst 5000 получается от коммутатора ATM по ILMI. В
конфигурации с од dual PHY ATM
dual PHY ATM
Таблица 11. Пример адресации по
умолчанию с использованием модуля dual PHY
Результаты команды ?show lane default? при
активном соединении через PHY-A Конфигурирование клиентов LANE на карте DualPHY LANE
Конфигурирование
клиентов LANE на карте Dual-PHY LANE
ATM-адреса клиентов LANE обычно никогда
не конфигурируются в базе данных LANE, и,
следовательно, LECS не интересуется ATM-адресами
п Конфигурирование служб LANE на карте dual PHY LANE
Конфигурирование
служб LANE на карте dual PHY LANE
Использование адресации по
умолчанию: ATM-адреса LECS и LES используются для
конфигурирования таблицы LECS на LS1010 и базы данных
LAN Таблица 12 Пример конфигурации
Таблица 12. Пример конфигурации
служб LANE с использованием адресации по умолчанию
и модуля dual PHY LANE
Таблица LECS ? LS1010
!
atm lecs-address-default
47.0091.8100.000 Заключение
Заключение
Схема проектирования сети с
резервированием, обсуждаемая здесь, дает полное
представление о наиболее существенных
недостатках в спецификации Форума ATM для LANE, а
также охват Приложение 1 Функционирование сети LANE
Приложение
1. Функционирование сети LANE
Эта часть предоставляет детальное
рассмотрение различных частей LANE и
предназначена для сетевых инженеров, которые
сталкиваются со сложностями п Компоненты LANE
Компоненты LANE
Компоненты LANE включают следующее:
LAN Emulation Client (LEC) ? рабочие станции и серверы,
коммутаторы Catalyst или маршрутизаторы Cisco, которые
поддерживают LAN Таблица 13 Пример базы данных
Таблица 13. Пример базы данных LECS
Имя ELAN
Адреса LES
Finance
47.0091.8100.0000.0800.200c.1001.01
Marketing
47.0091.8100.0000.0800.200c.1001.02
LAN a) Соединения LES
Разбиение пакетов в Protocol Data Units и сериализация в
BUS Функционирование ELAN
Первым шагом для LEC
является регистрация его ESI на ATM-коммутаторе, к
которому он присоединен, и получение от него
13-байтного префикса ATM-адреса. Эта процедура
известна под названием & Обнаружение LECS
Обнаружение LECS Для того чтобы LEC мог получить
Для того чтобы LEC мог
получить доступ к данной ELAN, он должен сначала
найти LECS. В частности, должен быть известен
ATM-адрес LES, обслуживающего требуемую ELAN.
Обнаружить ATM-адрес LEC Контактирование с LECS
Контактирование с LECS
LEC создает служебный пакет с
ATM-адресом LECS. Устанавливает прямое соединение
Configure_Direct VCC и выполняет запрос LE_CONFIGURE_REQUEST. LEC либо
знает, к какой Инициализация LEC ? Обнаружение адреса LECS и процедура запроса
Инициализация
LEC ? Обнаружение адреса LECS и процедура запроса Присоединение к LES
Присоединение к LES После того как LEC обнаружит ATMадрес
После того как LEC
обнаружит ATM-адрес требуемого LES, он разрывает
соединение с LECS, создает служебный пакет с
ATM-адресом LES и устанавливает прямое виртуальное
соединение Control_Direc
Обнаружение BUS
Обнаружение BUS Теперь когда LEC успешно присоединился
Теперь, когда LEC успешно
присоединился к LES, его первостепенной задачей
является обнаружение ATM-адреса BUS и присоединение
к широковещательной группе. LEC создает запрос
LE_ARP_REQUEST Присоединение BUS
Присоединение BUS
После обнаружения ATMадреса BUS
После обнаружения
ATM-адреса BUS следующими действиями LEC будет
создание служебного пакета с эти адресом и
установка Multicast_Send VCC. Затем BUS добавляет LEC к
мультивещательному соеди Взаимодействие LECtoLEC
Взаимодействие LEC-to-LEC
Ценность LANE обнаруживается и при
работе с однонаправленным (unicast) трафиком между
LEC. Для понимания того, каким образом
организована такая взаимосвязь между Инициализация LEC присоединение LES и соединение с BUS
Инициализация
LEC: присоединение LES и соединение с BUS B получает этот распространенный
B получает этот распространенный IP
ARP, распознает в нем свой собственный IP- адрес и
отправляет его к A в виде однонаправленного
пакета. LEC на B, которому надо передать этот пакет,
Proxy LEC
Proxy LEC Когда LEC реализуется на конечной
Когда LEC реализуется на
конечной станции, он должен представить только
один MAC-адрес в ELAN. Он будет отвечать на любой
запрос LE_ARP_REQUESTS, отправленный по этому MAC адресу.
Однако в Используемая литература ATM Internetworking?White
Используемая литература
ATM Internetworking?White Paper?Anthony Alles.
The Next-Generation ATM Switch: From Testbeds to Production Networks?White
Paper?Anthony Alles
http://wwwi