IEEE 802.1aq

IEEE 802.1aq

IEEE 802.1aq 표준으로 지정되어 있는 Shortest Path Bridging(SPB; 최단 경로 브리징)은 멀티패스 [1][2][3]루팅을 활성화하면서 네트워크의 작성과 설정을 단순화하는 것을 목적으로 하는 컴퓨터 네트워킹테크놀로지입니다.

이것은 IEEE 802.1D, IEEE 802.1w, IEEE 802.1s와 같은 오래된 스패닝트리 프로토콜을 대체하는 것입니다.이로 인해 레이어 2 루프가 발생할 가능성이 있는 용장 패스가 차단됩니다.SPB에서는 모든 패스가 복수의 등비용 패스로 액티브하게 되어 보다 큰 레이어2 [4]토폴로지가 제공되어 컨버전스 시간이 단축됩니다.또,[5][6][7][8] 메쉬 네트워크의 모든 패스간에 트래픽의 로드 쉐어링이 가능하게 되어, 효율이 향상됩니다.구성 중 인위적인 오류를 실질적으로 제거하도록 설계되었으며 이더넷을 레이어 2에서 사실상의 프로토콜로 확립한 플러그 앤 플레이 특성을 유지합니다.

이 테크놀로지는 링크 스테이트 프로토콜을 사용하여 토폴로지 및 논리 네트워크 멤버쉽을 모두 애드버타이즈하는 네이티브 이더넷인프라스트럭처에 논리 이더넷네트워크를 제공합니다.패킷은 Media Access Control-in-Media Access Control(MAC; 미디어 액세스컨트롤 인 미디어 액세스컨트롤) 802.1ah 또는 태그 부착802 중 하나로 엣지로 캡슐화 됩니다.1Q/802.1 애드 프레임을 논리 네트워크의 다른 멤버에게만 전송합니다.유니캐스트, 멀티캐스트 및 브로드캐스트가 지원되며 모든 라우팅이 대칭 최단 경로 상에 있습니다.

컨트롤 플레인은 Intermediate [9]System to Intermediate System(IS-IS) 라우팅 프로토콜을 기반으로 하며 RFC 6329에서 정의된 소수의 확장을 사용합니다.

역사

2006년 3월 4일 작업 그룹은 802.1aq 드래프트 0.[10]1을 발표했습니다.

2011년 12월, SPB는 합동 상호 운용성 테스트 명령(JITC)에 의해 평가되어 통합 OA&M이 용이하고 현행 [11]프로토콜과의 상호 운용성이 용이하기 때문에 미국 국방부(DoD) 내에서의 도입을 승인받았다.2012년 3월에 IEEE는 802.1aq [12]표준을 승인했습니다.

2012년 David Allan과 Nigel Bragg는 802.1aq Shortest Path Bridging 설계와 진화에서 다음과 같이 말했습니다. 최단 경로 브리징은 이더넷 [13]역사상 가장 중요한 확장 기능 중 하나라는 건축가의 견해입니다.

2013년 5월,[14] 라스베이거스에서 SPB가 Interop 2013의 백본 역할을 하면서 최초의 공공 멀티벤더 상호 운용성이 입증되었습니다.

2014년 동계 올림픽은 SPB "IEEE 802.1aq"[15][16] 기술을 사용한 최초의 "패브릭 지원" 게임이었다.게임 중에는 이 패브릭네트워크가 최대 54 Tbit/s의 [17]트래픽을 처리할 수 있습니다.2013년과 2014년에는 SPB를 사용하여 [18]예년의 1/10 리소스만으로 InteropNet 백본을 구축했습니다.Interop 2014 기간 동안 SPB는 SDN(소프트웨어 정의 네트워킹)[19][20] 기능을 사용할 수 있는 백본 프로토콜로 사용되었습니다.

관련 프로토콜

  • IEEE 8021Q-2014 - 브릿지와 브리지드네트워크 - 이 표준에는 Shortest Path Bridging(IEEE 802.1aq)과 IEEE 표준802가 포함되어 있습니다.1Q-2011, IEEE 규격802.1Qbe-2011, IEEE 규격802.1Qbc-2011, IEEE 규격802.1Qb-2011, IEE 규격802.1Qb-2011, IEE 규격802.1Qbf-2011, IEE 규격802.1Qb-2012, IEE 규격802.1Qb-2012, IEEE 규격802.1Qb-2012.1Q-2011/Cor 2–2012 및 IEEE 규격802.1Qbp-2014 및 802에서 이전에 지정된 많은 기능.1차원[21]
  • IEEE 802.1ag - 접속 장애 관리(CFM)
  • IEEE 8021Qbp - 최단 패스브리징에서의[22] 등가비용 복수 패스
  • IEEE P8021Qcj - Provider Backbone Bridging(PBB; 프로바이더백본브리징) 서비스에[23] 대한 자동 접속
  • RFC 6329 - IEEE 802.1aq Shortest Path Bridging을 지원하는 IS-IS 확장

RFC 6329

IETF가 제안하는 표준 RFC 6329정의되어 있는 Intermediate System to Intermediate System Protocol(IS-IS)은 SPB의 [24][25][26][27]컨트롤 플레인으로 사용됩니다.SPB는 상태 머신이나 IS-IS에 대한 기타 실질적인 변경은 필요하지 않습니다.단, 새로운 Network Layer Protocol Identifier(NLPID)와 TLV [28]세트가 필요합니다.

SPB를 사용하면 복수의 등비용 패스를 사용하는 이더넷메쉬 네트워크 컨텍스트에서 최단 패스 전송을 할 수 있습니다.이를 통해 SPB는 대규모 레이어2 토폴로지를 지원하여 컨버전스를 고속화하고 메시 토폴로지의 사용률을 대폭 향상시킬 수 있습니다.이와 함께 논리 접속 멤버십을 위한 싱글포인트 프로비저닝이 제공됩니다.따라서 IS-IS는 소수의 TLV 및 서브 TLV로 확장되어 802.1ad Provider Bridge(PB; 프로바이더브리지)와 802.1ah Provider Backbone Bridge(PBB; 프로바이더백본브리지)의 2개의 이더넷캡슐화 데이터 패스를 지원합니다.

SPB는 IPv4IPv6 등의 다른 네트워크 계층 프로토콜과 병렬로 실행되도록 설계되었습니다.표준에서는 SPB 인접관계를 확립하는 데 2개의 노드가 실패해도 다른 네트워크 계층 프로토콜(OSPF 등)에 대한 인접관계 거부와 같은 부수적인 영향이 없을 것을 요구하고 있습니다.

프로토콜 확장

802.1aq SPB에 대한 표준화된 지원을 제공하기 위해 RFC 6329에서 정의된 IS-IS 확장 기능은 다음과 같습니다.

  • IS-IS Hello(IIH) 프로토콜 확장
  • 노드 정보 확장
  • 인접 정보 확장
  • 서비스 정보 확장

IS-IS Hello(IIH) 프로토콜 확장

802.1aq 병행하여 IPv4및 IPv6와 같은 다른 네트워크 계층 프로토콜로 작동시키려면;그러므로, 두 노드의 구성이 SPB 인접을 확립하는 것 또한 인접을 거절할 네트워크 계층 프로토콜을 일으키지 않을 것이다. RFC당 6328,[29]802.1aq 값 0xC1(NLPID), 네트워크 계층 프로토콜 ID를 할당 받고 있어 그리고 S. 가 사용된다 디자인 되었다.PBB802.1aq 프레임은 이 NLPID를 양방향으로 애드버타이즈하는 인접관계로 흐르며 노드는 양방향으로 애드버타이즈되지 않은 인접관계를 존재하지 않는 것으로 간주합니다(무한 링크메트릭).802.1aq는 다른 모든 SPB TLV와 마찬가지로 멀티 토폴로지 TLV 내에서 이동하기 때문에 단일 IS-IS 프로토콜인스턴스 내에서 SPB의 여러 논리 인스턴스를 사용할 수 있는 3개의 새로운 TLV를 사용하여 일반 IIH PDU를 확장합니다.

SPB는 많은 VID를 사용할 수 있으며 어떤 VID가 어떤 목적으로 사용되는지 합의합니다.IIH PDU는 802에서 재사용되는 공통 콤팩트 부호화를 사용하는 Multiple Spanning Tree Configuration TLV라고 불리는 사용된 모든 VID의 다이제스트를 전송합니다.1Q

루프 방지를 위해 SPB 네이버는 토폴로지 데이터베이스의 내용이 동기화되어 있는지 확인하는 메커니즘을 지원할 수도 있습니다.옵션의 SPB-Digest Sub-TLV를 사용하여 SPB 토폴로지 정보의 다이제스트를 교환하면 노드는 정보를 비교하고 토폴로지의 불일치가 있는 경우 특정 액션을 수행할 수 있습니다.

마지막으로 SPB는 어떤 VID가 어떤 Shortest Path Tree(SPT; 최단 패스트리) 세트를 사용하고 있는지 알아야 합니다.이 세트는 기본 VLAN 식별자 TLV로 전송됩니다.

노드 정보 확장

모든 SPB 노드 정보 확장은 새로운 Multi-Topology(MT; 멀티 토폴로지) 기능 TLV 내에서 전송됩니다.전송할 필요가 있는 정보의 양에 따라 1개 또는 여러 개의 MT Capability TLV가 존재할 수 있습니다.

SPB 인스턴스 서브TLV는 Shortest Path Source ID(SPSource)를 제공합니다.이 노드/토폴로지 인스턴스의 ID).이것은, 이 노드/인스턴스에서 발신되는 프레임의 Multicast Destination Address(DA; 멀티 캐스트 행선지 주소)의 형성에 사용됩니다.

SPB에는 복수의 ECT 알고리즘이 정의되어 있습니다만, 장래적으로는 ECMP 또는 해시 베이스의 동작과 (*,G) 멀티캐스트트리를 포함한 추가 알고리즘이 정의될 가능성이 있습니다.이러한 알고리즘은 이 옵션의 TLV를 사용하여 새로운 알고리즘파라미터 데이터를 정의합니다.동점 해제 파라미터에는 노드 데이터를 사용하여 동점을 해제하는 알고리즘과 링크 데이터를 사용하여 동점을 해제하는 알고리즘의 두 가지 광범위한 클래스가 있습니다.SPB 인스턴스 불투명 등비용트리 알고리즘 TLV는 불투명 타이브레이킹 데이터를 노드에 관련짓기 위해 사용됩니다.

인접 정보 확장

SPB 링크 메트릭서브 TLV는 멀티 토폴로지 중간 시스템네이버 TLV 내 또는 확장 IS 도달 가능성 TLV 내에서 발생합니다.이 서브 TLV가 IS-IS 인접에 존재하지 않는 경우 해당 인접은 특정 토폴로지 인스턴스의 SPB 트래픽을 전송하지 않습니다.

SPB에는 복수의 ECT 알고리즘이 정의되어 있습니다만, 장래적으로는 추가 알고리즘이 정의될 가능성이 있습니다.또 마찬가지로 SPB 인접 불투명 등비용트리 알고리즘 TLV는 Multi-Topology Intermediate System TLV 또는 Extended IS Reachability TLV에서도 발생합니다.

서비스 정보 확장

SPBM Service Identifier Unicast Address TLV는 발신기지 노드에 서비스 그룹 멤버쉽을 도입하거나 노드에 존재하거나 도달 가능한 추가 B-MAC 유니캐스트주소를 애드버타이즈하기 위해 사용됩니다.SPBV MAC 주소 TLV는 SPBV 모드에서 그룹 MAC 주소 애드버타이즈에 사용되는 IS-IS 서브 TLV입니다.

혜택들

Shortest Path Bridging - VID ( SPBV ;최단 패스브리징)과 Shortest Path Bridging - MAC(SPBM; 최단 패스브리징)은 802.1aq의 2가지 동작 모드입니다.자세한 내용은 다음과 같습니다.둘 다 링크 스테이트라우팅의 주요 이점을 상속합니다.

  • 루프 회피는 네트워크토폴로지의 글로벌뷰를 가진 컨트롤 플레인을 사용하기 때문에 사용 가능한 모든 물리 접속을 사용할 수 있습니다.
  • 네트워크 토폴로지에 대한 링크스테이트 라우팅의 글로벌뷰에 의해 장애 발생 후 접속의 고속 복원
  • 장애가 발생하면 트래픽에 직접 영향을 미치는 속성만 복원 중에 영향을 받습니다. 영향을 받지 않는 트래픽은 모두 계속됩니다.
  • 브로드캐스트 및 멀티캐스트 접속의 신속한 복원.IS-IS는 SPB 확장의 모든 필수 정보를 IS-IS에 플래딩하기 때문에 유니캐스트와 멀티캐스트 접속을 병렬로 설치할 수 있습니다.멀티캐스트 계산 및 설치를 위해 두 번째 단계 시그널링 프로세스를 실행할 필요가 없습니다.나무들

가상화는 통신사업자와 기업 양쪽에서 많은 주요 애플리케이션에서 점점 더 중요해지고 있으며, 클라이언트 계층과 서버 계층을 완전히 분리할 수 있는 MAC-in-MAC 데이터 패스를 갖춘 SPBM은 이러한 애플리케이션에 고유하게 적합합니다.

「데이터 센터 가상화」는, 이용 가능한 컴퓨팅 자원을 유연하고 효율적으로 활용하는 것을 목표로 하고 있습니다.물리 자원을 특정의 애플리케이션에 전용할 필요는 없습니다.다양한 애플리케이션 요구에 따라 신속하게 변경할 수 있습니다.그 중 하나가 서버 가상화입니다.다른 하나는 접속 가상화입니다.물리적으로 분산된 서버 리소스 세트를 단일 IP 서브넷에 연결하여 조작이 간단하고 견고한 방법으로 변경할 수 있어야 합니다.SPBM은 이를 실현합니다.클라이언트 서버 모델 때문에 레이어 3에서 볼 수 있는 IP 서브넷인 트랜스페어런트이더넷 LAN 세그먼트의 완벽한 에뮬레이션을 제공합니다.이 방법의 주요 컴포넌트는 스코프 멀티캐스트트리를 사용하여 VLAN을 실장하는 것입니다.즉, 브로드캐스트트래픽이나 불분명한 트래픽의 출력 폐기는 없습니다.이는 소수의 공유 트리를 사용하는 접근법에 공통적인 기능입니다.따라서 폐기된 프레임의 비율이 높아져도 네트워크의 크기가 단순히 저하되는 것은 아닙니다.또, 「원터치」프로비저닝도 서포트하고 있기 때문에, 설정이 심플하고 견고합니다.가상 서버의 포토는, LAN 세그먼트를 식별하는 SPBM I-SID 에 로컬로 바인드 되어 있으면, 그 후에 SPB 의 IS-IS 가 이 바인딩을 플래딩 해, LAN 세그먼트를 실장하기 위해서 포워딩 스테이트를 인스톨 할 필요가 있는 모든 노드가 자동적으로 바인딩을 자동적으로 실시합니다.

이 응용 프로그램에 상당하는 캐리어 공간은 공통 캐리어 인프라스트럭처를 통해 이더넷 VPN 서비스를 기업에 제공하는 것입니다.필요한 속성은 기본적으로 동일합니다.고객 이더넷서비스(포인트 투 포인트와 LAN 모두)의 완전한 투과성 및 한 고객의 트래픽과 다른 모든 고객의 트래픽 간의 완전한 분리입니다.멀티 가상 LAN 세그먼트모델은 이를 실현하고 원터치 프로비저닝모델은 캐리어 운용을 용이하게 합니다.게다가 MAC-in-MAC 데이터 패스를 사용하면, 고객이 실행하는 OAM으로부터 완전하게 투과적이고 독립적으로, 「클래스 최고의」이더넷 OAM 슈트(IEEE 802.1ag 등)를 도입할 수 있습니다.

SPBM이 데이터플레인과 컨트롤 플레인 모두에서 투과성을 갖게 되면 완전한 MEF 6.1 서비스 세트를 "손상 없이" 제공할 수 있게 됩니다.여기에는 E-LINE 및 E-LAN 구성뿐만 아니라 E-TREE(허브 앤 스포크) 연결도 포함됩니다.후자는 내부적으로 이 네트워크 구조를 가진 캐리어 VPN/MPLS 서비스의 엔터프라이즈고객과 매우 관련이 있습니다.또한 이 툴킷은 통신사에 지리적 용장 광대역백홀을 지원하기 위한 툴킷을 제공합니다.이 어플리케이션에서는 어플리케이션에서 BRAS로의 세션 바인딩을 통해 많은 DSLAM 또는 기타 접근기기를 여러 Broadband Remote Access Server(BRAS) 사이트로 백홀해야 합니다.단, 통신사업자가 피어투피어 접속을 제어하는 기능을 상실하기 때문에 DSLAM은 서로 통신할 수 없습니다.MEF E-TREE는 이 기능만을 수행하며 IP TV 전달을 위한 효율적인 멀티캐스트패브릭을 제공합니다.

SPBM은 멤버를 접속하는 최단 패스트리 내의 포크 포인트에서만 패킷이 복제되는 이상적인 멀티캐스트레플리케이션 모델과 같은 최단 패스 우선 트리를 통해 다른 모든 멤버에게 시리얼 유니캐스트패킷이 송신되는 스테이트 부하가 낮은 헤드엔드 레플리케이션모델을 모두 제공합니다.이들 2가지 모델은 멀티캐스트스테이트 설치 시 중계 노드 결정에 영향을 주는 엣지의 서비스 속성을 지정함으로써 선택됩니다.이것에 의해, 헤드 엔드 레플리케이션 모델의 코어 상태(단, 트래픽의 증가)를 저감 하는 것에 비해, 최적의 트랜짓 레플리케이션 포인트(상태 코스트의 증가)를 트레이드 오프 할 수 있습니다.이러한 선택은 동일한 I-SID(Individual Service ID)의 구성원마다 다를 수 있으며, 구성원마다 다른 트레이드오프를 수행할 수 있습니다.

다음 그림 5는 SPBM이 네트워크 전체에서 무엇을 하고 있는지를 쉽게 이해할 수 있는 방법입니다.그림 5는 엣지 멤버십 정보와 전송 리플리케이션을 사용하는 서비스 트리별의 결정론적 분산 계산으로부터7 멤버의 E-LAN을 작성하는 방법을 나타내고 있습니다.헤드 엔드 레플리케이션은 단순하기 때문에 표시되지 않으며 기존의 유니캐스트 FIB를 사용하여 기존의 다른 리시버로 복사본을 시리얼로 전송합니다.

운용 및 관리

모든 기존 이더넷 운영 관리나 경영(OA&, M)에 802.1aq이 건축.이후 802.1aq을 수행하면 주어진 가상 LAN(VLAN)에 그것의 유니캐스트 및 멀티 캐스트 패킷을 기대하고 완전히 표준 802encapsulations, 모든 802.1ag과 Y.1731의 메서드의 사용 경로를 같은 따라 변하지 않는802.1aq networ에서 운용되고 있다.k.

IEEE 802.1ag 및 ITU 권장 Y.1731참조하십시오.

고레벨

802.1aqIEEE 802.[30]1Q에 포함되는 모든 IEEE VLAN에 대해 IEEE인가하는 링크스테이트 이더넷컨트롤 플레인입니다Shortest Path Bridging Virtual Local Area Network Identifier(VLAN ID) 또는 Shortest Path Bridging VID(SPBV)는 스패닝트리 테크놀로지와 하위 호환성이 있는 기능을 제공합니다.Shortest Path Bridging Media Access Control(MAC; Shortest Path 브리징미디어 액세스컨트롤) 또는 (SPBM) (이전에는 Provider Backbone Bridge PBB) 기능을 활용하는 추가 값을 제공합니다.SPB(양쪽의 총칭)는 이더넷데이터 패스(IEEE 802 하나)를 조합합니다.SPBV의 경우 1Q, SPBM의 경우 Provider Backbone Bridge(PBB; 프로바이더백본브리지) IEEE 802.1ah)와 Shortest Path Bridge(NNI; 네트워크 간 인터페이스) 간에 실행되는 IS-IS 링크스테이트 제어 프로토콜을 사용합니다.링크 스테이트 프로토콜은 SPT 영역 내의 모든 브리지에서 네트워크토폴로지를 검출 및 애드버타이즈하여 Shortest Path Tree(SPT; 최단 경로트리)를 계산하기 위해 사용됩니다.

SPBM에서는 참여 노드의 Backbone MAC(B-MAC) 주소 및 비참여 디바이스(User Network Interface(UNI; 사용자 네트워크인터페이스) 포트)에 대한 인터페이스의 서비스 멤버십 정보가 배포됩니다.다음으로 각 참가 노드에서 다른 모든 참가 노드에 대한 최소 비용에 기초하여 대칭 최단 경로 트리를 계산하는 계산 엔진에 토폴로지 데이터를 입력한다.SPBV에서는 이들 트리는 개별 MAC 주소를 학습하고 그룹 주소 멤버쉽을 배포할 수 있는 최단 경로트리를 제공합니다.다음으로 SPBM에서는 각 참가 노드의 개별 B-MAC 주소 및 그룹 주소의 전송 테이블에 최단 패스트리가 사용됩니다.그룹 멀티캐스트트리는 (소스, 그룹) 쌍으로 형성된 기본 최단 패스트리의 서브 트리입니다.토폴로지에 따라서는 등비용 멀티패스트리가 여러 개 가능하며 SPB는 IS-IS 인스턴스별로 여러 알고리즘을 지원합니다.

다른 링크 상태 기반 프로토콜과 마찬가지로 SPB에서 계산은 분산 방식으로 수행됩니다.각 노드는 네트워크의 통상 동기화된 공통 뷰(약 1000 노드 이하 스케일)와 서비스 접속 포인트(User Network Interface(UNI; 사용자 네트워크인터페이스) 포트)에 근거하여 이더넷 준거 전송 동작을 독립적으로 계산합니다.이더넷 필터링 데이터베이스(또는 전송) 테이블은 네트워크 전송 동작의 일부를 독립적이고 결정적으로 구현하기 위해 로컬에 입력됩니다.

데이터 경로의 두 가지 다른 맛으로 인해 이 프로토콜의 두 가지 버전이 약간 다릅니다.1(SPBM)은 클라이언트 LAN의 여러 개별 인스턴스와 관련된 디바이스 MAC 주소를 완전히 분리하는 것을 목적으로 하기 때문에 완전한 캡슐화(MAC-in-MAC a.k.a. IEEE 802.1ah)를 사용합니다.다른 쪽(SPBV)은 클라이언트 디바이스의 MAC 주소를 분리할 필요가 없고 기존의 VLAN 태그(IEEE 802)만을 재사용하는 것을 목적으로 하고 있습니다.참여하는 Network-to-Network Interface(NNI; 네트워크 간 인터페이스) 링크의 1Q.

이 프로젝트는 MSTP의 확장성과 컨버전스에 대처하기 위해 당초 구상된 것으로, 시간순으로 SPBV가 우선이었습니다.

당시 프로바이더백본브리징의 사양이 진행 중이었고 PBB 데이터 플레인과 링크스테이트 컨트롤 플레인을 모두 활용하면 이더넷의 기능과 어플리케이션이 대폭 확장되는 것이 분명했습니다.Provider Link State Bridging(PLSB; 프로바이더링크 스테이트브리징)은 IEEE 802.1aq Shortest Path Bridging Working Group에 도입된 스트로맨 프로포절이었습니다.이러한 시스템의 구체적인 예를 제시하기 위해서입니다.IEEE 802.1aq 표준화가 진행됨에 따라 PLSB에 의해 제안된 세부 메커니즘 중 일부는 동등한 기능으로 대체되었지만 PLSB에 구현된 모든 주요 개념은 표준으로 이행되고 있습니다.

두 가지 플레이버(SPBV와 SPBM)는 거의 데이터 플레인에 따라 다르지만 별도로 설명됩니다.

Shortest Path Bridging-VID

Shortest Path 브리징은 VLAN 브리지의 모든 IEEE 802.1 데이터 플레인에 대해 최단 패스트리를 유효하게 합니다.SPB는 일반적으로 사용되는 용어입니다.최근에는 새로운 PBB 데이터 플레인을 제어하고 B-MAC 학습의 필요성을 배제하고 개인(유니캐스트)과 그룹(멀티캐스트)을 자동으로 생성하는 등의 특정 기능을 활용할 수 있기 때문에 SPBM에 대한 관심이 높아지고 있습니다.트리. SPBV는 사실 이더넷 VLAN이 메쉬 네트워크를 보다 효율적으로 이용할 수 있도록 하기 위해 노력한 최초의 프로젝트입니다.

Shortest Path 브리징의 주요 기능은 Link State IS-IS를 사용하여 네트워크토폴로지를 학습하는 기능입니다.SPBV 에서는, 트리의 식별에 사용하는 메카니즘은, 송신원브릿지 마다 다른 Shortest Path VLAN ID(VID; 최단 패스 VLAN ID)를 사용하는 것입니다.IS-IS 토폴로지는 일의의 SPVID를 할당하기 위해서도, 개개의 주소와 그룹 주소의 최단 패스 전송을 유효하게 하기 위해서도 이용됩니다.당초 소규모 저구성 네트워크를 대상으로 한 SPB는 SPBV의 최신 프로바이더 컨트롤 플레인을 망라하고 이더넷 데이터 플레인의 개념을 조화시키는 대규모 프로젝트로 성장했습니다.SPB의 지지자들은 이더넷이 링크 상태를 활용하여 이더넷을 가장 포괄적인 데이터 플레인 전송 기술의 하나로 만든 속성을 유지할 수 있다고 믿고 있습니다.이더넷이란 IEEE 802.3 및 IEEE 802.1에서 정의된 레이어2 프레임 형식입니다이더넷 VLAN 브리징 IEEE 8021Q는 IP와 같은 상위 수준의 프로토콜을 완전히 지원하는 프레임 포워딩 패러다임입니다.

SPB는 최단 패스토폴로지와 나머지 VLAN 토폴로지의 경계인 최단 패스영역을 정의합니다(레거시브리지의 수에 관계없이 상관없습니다.SPB는 SPB 대응 브릿지를 학습하고 지역을 확장하여 동일한 Base VID 및 MSTID 설정 다이제스트(SPB를 위한 VID 할당)를 가진 SPB 대응 브릿지를 포함하도록 하는 것으로 동작합니다.

SPBV는 루프 방지를 지원하고 옵션으로 SPVID 상의 루프 경감을 지원하는 최단 패스 트리를 구축합니다.SPBV는 이더넷 MAC 주소를 학습할 수 있지만 멀티캐스트멤버십에 따라 최단 패스 트리를 Multiple MAC Registration Protocol(MRP)을 통해 프루닝하기 위해 사용할 수 있는 멀티캐스트주소를 배포할 수 있습니다.멀티캐스트 멤버쉽의 IS-IS 전달을 직접 사용할 수도 있습니다.

SPBV는 최단 경로 트리를 구축할 뿐만 아니라 Rapid Spanning Tree Protocol 및 Multiple Spanning Tree Protocol을 실행하는 레거시 브리지와도 상호 작용합니다.SPBV는 MSTP 영역의 기술을 사용하여 지역 외부에서 볼 때 논리적으로 대규모 분산 브릿지로 동작하는 비 SPT 영역과 상호 작용합니다.

SPBV는 최단 패스트리를 지원하지만 SPBV는 링크스테이트 데이터베이스에서 계산되어 베이스 VID를 사용하는 스패닝트리도 구축합니다즉, SPBV는 Common and Internal Spanning Tree(CIST) 계산에 이 기존 스패닝트리를 사용할 수 있습니다.CIST는 다른 레거시브리지와의 상호 운용에 사용되는 디폴트트리입니다SPBV 설정 문제가 있는 경우 폴백 스패닝트리로서도 기능합니다

SPBV는 적당한 수의 브릿지를 관리하도록 설계되어 있습니다.SPBV는, 최단 패스에 있는 모든 브리지에서 MAC 주소가 학습되어 행선지 MAC가 복수의 SPVID에 관련지을 가능성이 있기 때문에 공유 VLAN 학습이 사용된다는 점에서 SPBV와 다릅니다.SPBV는 SPBV 영역 외부에서도 전송 하는 모든 MAC을 학습합니다.

Shortest Path Bridging-MAC

SPBM은 Backbone Core Bridge(BCB; 백본코어 브리지)가 캡슐화된 클라이언트주소를 학습할 필요가 없는 PBB 데이터 플레인을 재사용합니다.네트워크의 엣지에서는, C-MAC(클라이언트) 주소가 학습됩니다.SPBM은 동일한 데이터 및 컨트롤 플레인을 사용하는 PLSB(Provider Link State Bridging)와 매우 유사하지만 PLSB의 제어 메시지 형식 및 내용은 호환되지 않습니다.

SPBM 엣지로 수신된 이더넷 접속 디바이스로부터의 개개의 MAC 프레임(유니캐스트트래픽)은 PBB(mac-in-mac) IEEE 802.1ah 헤더에 캡슐화되어 캡슐화가 해제될 때까지 변경되지 않고 IEEE 802.1aq 네트워크를 통과합니다.참가하고 있습니다.

이더넷 행선지 주소(UNI 포토 접속 디바이스로부터의)는, 논리 LAN 경유로 학습을 실행해, 적절한 참가 B-MAC 주소로 전송 되어 원단 이더넷 행선지에 도달합니다.이와 같이, IEEE 802.1 aq 네트워크의 코어에서는 이더넷 MAC 주소가 검색되지 않습니다.SPBM과 PBB를 비교하면 PBB IEEE 802.1ah 네트워크와 거의 동일합니다.PBB는 B-MAC 주소의 학습 방법을 지정하지 않으며 PBB는 스패닝트리를 사용하여 B-VLAN을 제어할 수 있습니다.SPBM에서는 B-MAC 주소가 컨트롤 플레인으로 분산 또는 계산되므로 PBB에서의 B-MAC 학습이 배제됩니다.또한 SPBM을 사용하면 후속 루트가 최단 패스트리가 됩니다.

IEEE 802.1aq 네트워크의 유니캐스트트래픽 멀티캐스트트래픽에 사용되는 포워드 패스 및 리버스 패스는 대칭입니다.이 대칭을 통해 일반 이더넷 Continuity Fault Messages(CFM; 연속성 장애 메시지) IEEE 802.1ag는 SPBV 및 SPBM에 대해 변경되지 않고 작동할 수 있으며 Precision Time Protocol(PTP 버전 2) 의 시간 분배 프로토콜에 대해 바람직한 속성을 가집니다.또한 기존의 이더넷루프 방지 기능은 루프 경감에 의해 강화되어 고속 데이터 플레인 컨버전스를 제공합니다.

그룹 주소와 불분명한 수신처 개개의 프레임은, 같은 이더넷서비스 멤버에게만 최적으로 송신됩니다.IEEE 802.1aq는 IEEE 802.1aq 네트워크의 비참여 논리 포트 간에 형성된E-LINE, E-LAN 또는 E-TREE 형식의 수천 개의 논리 이더넷서비스 작성을 지원합니다.이러한 그룹 주소 패킷은 PBB 헤더를 사용하여 캡슐화됩니다.PB 헤더는 SA 내의 송신원 참여 주소를 나타내며, DA는 이 프레임을 로컬로 전송할 필요가 있는 그룹 주소와 프레임을 발신한 송신원브릿지를 나타냅니다.IEEE 802.1aq 멀티캐스트 전송 테이블은 같은 서비스 그룹의 멤버인 브리지 쌍 간의 최단 경로 상에 있는 모든 브릿지가 적절한 전송 데이터베이스(FDB) 상태를 생성하여 해당 서비스 그룹의 멤버에게 수신한 프레임을 전송 또는 복제하는 계산을 기반으로 작성됩니다.그룹 주소 계산은 최단 패스트리를 생성하기 때문에 임의의 링크에 멀티캐스트패킷의 카피는 1개만 존재합니다.참여하는 논리 포트 간의 최단 경로 상에 있는 브리지만이 Forwarding Database(FDB; 전송 데이터베이스) 상태를 생성하므로 멀티캐스트는 네트워크리소스를 효율적으로 사용합니다.

실제 그룹 주소 전송 동작은 기존 이더넷과 거의 동일하게 동작하며 Backbone Destination Address(B-DA; 백본 수신처 주소)+ Backbone VLAN Identifier(B-VID; 백본 VLAN 식별자) 조합이 검색되어 넥스트홉의 출력 세트를 찾습니다기존의 이더넷과 비교한 유일한 차이점은 참여 브리지백본 Media Access Control(B-MAC; 미디어 액세스컨트롤) 주소에 대해 리버스 러닝이 디세이블이 되어 입력 체크 및 폐기(예상치 않은 송신원으로부터의 프레임이 착신 인터페이스에 도달했을 경우)로 대체된다는 점입니다.단, 학습은 SPBM 멀티캐스트트리의 엣지에서 구현되어 B-MAC에서 MAC 주소의 관계를 학습함으로써 (패킷이 인터페이스를 통해 착신했을 때) 역방향의 올바른 개별 프레임캡슐화를 실현합니다.

IEEE 802.1aq 네트워크를 적절히 구현하면 최대 1000개의 참여 브릿지를 지원하고 이더넷 디바이스에 수만 개의 레이어2 E-LAN 서비스를 제공할 수 있습니다.이를 수행하려면 이더넷디바이스에 접하는 포트를 설정하기만 하면 됩니다.새로운 멤버가 들어오고 나가면서 IS-IS 프로토콜은 I-SID 멤버쉽 변경을 어드버타이즈하고 해당 서비스를 위한 효율적인 멀티캐스트 속성을 유지하기 위해 필요에 따라 참여 노드 네트워크의 트리를 확장 또는 축소합니다.

IEEE 802.1aq 에는, 새로운 접속 포인트가 송수신 되었을 때에, 서비스의 접속 포인트만이 설정이 필요한 속성이 있습니다.계산에 의해 생성된 트리는 접속을 유지하기 위해 필요에 따라 자동으로 확장 또는 플루닝됩니다.일부 기존 구현에서는 이 속성을 사용하여 링 등의 듀얼홈 테크놀로지용 접속 포인트를 자동으로 추가 또는 삭제하고 비참여 링 프로토콜과 IEEE 802.1aq 네트워크 간의 패킷 흐름을 최적화하기 위해 세컨더리 접속 포인트를 활성화하여 p를 비활성화합니다.테두리 부착점.

장애 복구

장애 회복은 통상적인 IS-IS에 준거하여 링크 장애가 애드버타이즈되고 새로운 계산이 실행되어 새로운 FDB 테이블이 생성됩니다.이 프로토콜에 의해 이더넷주소가 애드버타이즈 또는 인식되지 않기 때문에 SPBM 코어에 의해 재학습이 필요하지 않으며 SPBM 코어의 학습된 캡슐화는 중계 노드 또는 링크 장애의 영향을 받지 않습니다.

고속 링크 장애 검출은 IEEE 802.1ag Continuity Check Messages(CCM; 연속성 체크메시지)를 사용하여 실행할 수 있습니다.이 메시지는 링크상태를 테스트하고 장애를 IS-IS 프로토콜에 보고합니다.이를 통해 IS-IS hello 메시지 손실 메커니즘을 사용하는 것보다 훨씬 빠른 장애 검출이 가능합니다.

SPBV와 SPBM은 모두 링크스테이트 컨트롤 플레인의 고속 컨버전스를 상속합니다.SPBM의 특별한 속성은 유니캐스트컨버전스와 비슷한 시간에 멀티캐스트트리를 재구축할 수 있다는 것입니다.이것은 시그널링의 계산을 대체하기 때문입니다.SPBM 브릿지가 토폴로지 데이터베이스에서 계산을 실행하면 SPBM 브릿지는 루트 및 SPT의 1개 또는 여러 리프 사이의 최단 경로 상에 있는지 여부를 인식하고 그에 따라 상태를 설치할 수 있습니다.컨버전스는 별도의 시그널링 트랜잭션을 사용하여 멀티캐스트트리에서 브릿지의 위치를 증분 검출함으로써 게이트되지 않습니다.단, 노드의 SPBM은 피어에서 완전히 독립적으로 동작하지 않으며 피어와의 현재 네트워크토폴로지에 대해 합의를 시행합니다.이 매우 효율적인 메커니즘은 네트워크 뷰 전체를 커버하는 링크 상태의 단일 다이제스트 교환을 사용하기 때문에 각 루트에 대한 각 경로에 개별적으로 합의할 필요가 없습니다.그 결과 네트워크를 수렴하기 위해 교환되는 메시지의 양은 네트워크 내의 멀티캐스트트리의 수가 아니라 토폴로지의 증분 변화에 비례합니다.많은 트리를 변경할 수 있는 단순한 링크이벤트는 링크이벤트만 시그널링함으로써 전달됩니다.그 결과 트리 구축은 각 노드에서 로컬 연산에 의해 수행됩니다.서비스 인스턴스에 단일 서비스액세스 포인트를 추가하는 것은 트리 수에 관계없이 I-SID 방송뿐입니다.마찬가지로 수백에서 수천 개의 트리를 재구축해야 할 가능성이 있는 브릿지 삭제도 소수의 링크스테이트 갱신만으로 시그널링 됩니다.

상용 제품에서는 멀티섀시 지연에 대한 SPB를 제공할 수 있습니다.이 환경에서는 여러 스위치섀시가 SPB 컨트롤 플레인에 대한 단일 스위치로 표시되며 섀시 쌍 간의 여러 링크가 집약 링크로 표시됩니다.이 컨텍스트에서는 단일 링크 또는 노드의 장애는 컨트롤 플레인에 의해 인식되지 않으며 로컬로 처리되므로 회복 시간이 50밀리초 미만입니다.

애니메이션

다음으로 802.1aq의 동작을 나타내는3개의 애니메이션 GIF를 나타냅니다.

그림 5에 나타낸 첫 번째 gif는 ISID 100을 사용하여7 멤버의 E-LAN을 작성한66 노드네트워크에서의 루팅을 나타내고 있습니다.이 예에서는 다른 모든 멤버에게 도달하기 위해 각 멤버에서 작성된Equal Cost Tree(ECT; 등비용트리)를 나타냅니다.각 멤버를 순환하여 이 서비스를 위해 작성된 모든 트리를 표시합니다.두 노드 간의 라우팅 대칭을 보여주기 위해 한 지점에서 일시 중지하고 빨간색 선으로 강조합니다.각 경우 트리의 소스가 작은 보라색 V로 강조 표시됩니다.

그림 6에 나타난 두 번째 애니메이션 GIF는 그림 4와 같은 66 노드 네트워크 내의 8개의 ECT 경로를 보여줍니다.이후의 각 애니메이션 프레임에서는, 같은 소스(보라색)가 사용되고 있습니다만, 다른 행선지가(노란색) 표시됩니다.각 프레임에 대해서, 모든 최단 패스가 송신원과 행선지 사이에 중첩되어 표시됩니다.2개의 최단 경로가 같은 홉을 통과할 경우 그리는 선의 두께가 증가합니다.66 노드 네트워크와 더불어 소규모 멀티 레벨의 데이터 센터 스타일의 네트워크도 표시됩니다.서버 내부(하부)와 서버로부터 라우터 레이어 상부의 양쪽 모두에 송신원과 수신처가 표시됩니다.이 애니메이션은 ECT가 생성되는 다양성을 보여주는 데 도움이 됩니다.

그림 7에 표시된 마지막 애니메이션 GIF는 현재 정의된 16개의 표준 알고리즘을 모두 사용하여 소스 목적지 ECT 경로를 보여줍니다.

세부 사항

등가 비용 멀티 트리

16개의 Equal Cost Multi Tree(ECMT; 등가비용 멀티트리) 패스가 처음에 정의되어 있습니다만, 더 많은 가능성이 있습니다.IEEE 802.1aq 네트워크의 ECMT는 순방향 경로와 역방향 경로 간의 대칭성을 위해 Internet Protocol(IP) 또는 Multiprotocol Label Switching(MPLS)보다 예측성이 뛰어납니다.따라서 어떤 ECMT 경로를 사용할지는 IP/MPLS를 사용한 로컬/해싱 결정일 때 오퍼레이터가 헤드엔드 결정을 할당하는 것입니다.

IEEE 802.1aq는 2개의 동등한 링크비용 패스를 선택할 때 첫 번째 ECMT 타이 브레이킹알고리즘으로 다음 로직을 사용합니다.첫 번째로 홉의 관점에서 한쪽 패스가 다른 쪽 패스보다 짧을 경우 짧은 패스가 선택됩니다.그렇지 않을 경우 (IS-IS SysID)와 연결된 최소 브리지 ID {Bridge Priority}의 패스가 선택됩니다.다른 ECMT 알고리즘은 BridgePriority SysId의 기존 순열을 사용하는 것만으로 작성됩니다.예를 들어, 두 번째로 정의된 ECMT 알고리즘은 BridgeIdentifier의 최소 역패스를 사용하여 최대 노드 ID를 가진 경로를 취하는 것으로 간주할 수 있습니다.SPBM의 경우 각 치환은 고유한 B-VID로 인스턴스화됩니다.멀티패스 순열의 상한은 802.1aq 동작에 위임된 B-VID의 수(최대 4094)로 게이트되지만, 유효한 패스 순열의 수는 사용 가능한 B-VID 공간의 극히 일부만 필요합니다.BridgeIdentifier에 적용된 다른 비트마스크를 사용하여 14개의 ECMT 알고리즘이 정의됩니다.BridgeIdentifier에는 priority 필드가 포함되어 있기 때문에 BridgePriority를 업 또는 다운으로 변경하여 ECMT 동작을 조정할 수 있습니다.

서비스는 설정에 의해 네트워크 엣지에 있는 소정의 ECMT B-VID에 할당됩니다.그 결과, 그 서비스에 관련지어져 있는 비참여 패킷은, 목적의 ECMT 엔드 투 엔드 패스에 관련 붙여진 VID 에 캡슐화 됩니다.따라서 이 서비스와 관련된 모든 개별 및 그룹 주소 트래픽은 적절한 ECMT B-VID를 사용하여 적절한 등가 비용 멀티 패스로 대칭적으로 엔드 투 엔드로 전송됩니다.기본적으로 IP/MPLS 등의 다른 시스템에서 사용되는 해시 솔루션과 달리 운영자는 어떤 서비스가 어떤 ECMT 경로에 들어갈지 결정합니다.트리는 해시가 발생하는 트리 "브런치" 세그먼트 내에서 LAG(링크 집약) 그룹을 지원할 수 있습니다.

이 대칭 및 엔드 투 엔드 ECMT 동작에 의해 IEEE 802.1aq는 매우 예측 가능한 동작을 얻을 수 있으며 오프라인 엔지니어링 툴은 정확한 데이터 플로우를 정확하게 모델링할 수 있습니다.이 동작은 단방향 지연 측정이 중요한 네트워크에도 도움이 됩니다.이는 단방향 지연을 라운드 트립 지연의 1/2로 정확하게 계산할 수 있기 때문입니다.이러한 계산은 정밀 클럭 소스와 무선 기지국 간에 필요한 주파수 및 시간 동기화를 위해 IEEE 1588과 같은 시간 분배 프로토콜에 의해 사용됩니다.

위의 그림은 8 및 16 Equal Cost Tree(ECT; 등가비용트리) 동작을 나타내는3개의 그림(5, 6, 7)입니다.이것들은 802.1 aq 네트워크 에뮬레이터의 화면 캡처를 합성한 것으로, 송신원은 보라색, 행선지는 노란색, 다음으로 계산되어 이용 가능한 모든 최단 패스는 분홍색으로 표시됩니다.선이 굵을수록 해당 링크를 사용하는 최단 경로가 늘어납니다.애니메이션은 3개의 서로 다른 네트워크와 다양한 소스 및 대상 쌍을 보여 주며, 이러한 쌍은 무슨 일이 일어나고 있는지 시각화할 수 있도록 지속적으로 변경됩니다.

Equal Cost Tree(ECT) 알고리즘은 OPAQ를 사용하여 거의 확장할 수 있습니다.기본 16 알고리즘을 다소 무한히 넘어서는 확장을 가능하게 하는 UE 데이터.다른 표준 그룹 또는 벤더는 다른 네트워크 스타일에 적합한 동작을 사용하여 현재 정의되어 있는 알고리즘에 대해 변형을 생성할 것으로 예상됩니다.홉 바이 홉 해시 기반의 등가 비용 다중 경로(ECMP) 스타일의 동작과 마찬가지로 다수의 공유 트리 모델도 정의될 것으로 예상됩니다.모두 VID 및 모든 노드가 실행하는 데 동의하는 알고리즘에 의해 정의됩니다.

트래픽 엔지니어링

802.1aq는 홉 바이 홉으로 트래픽을 분산시키지 않습니다.대신에, 802.1 aq 에서는, 네트워크 엣지의 VLAN ID(VID)에 Service ID(ISID; 서비스 ID)를 할당할 수 있습니다.VID는 네트워크 내에서 가능한 최단 경로노드의 세트 중 하나에 정확히 대응하며 그 라우팅에서 벗어나지 않습니다.서로 다른 노드 간에 10개 정도의 최단 패스가 있는 경우 다른 서비스를 다른 패스에 할당하여 특정 서비스의 트래픽이 정확히 지정된 패스를 따르는 것을 알 수 있습니다.이렇게 하면 원하는 최단 경로에 트래픽을 쉽게 할당할 수 있습니다.패스 중 하나가 과부하가 되었을 경우, 그 서비스의 ISID를 네트워크 엣지의 부하가 적은 다른 VID에 재할당함으로써 최단 패스로부터 일부 서비스를 이동할 수 있습니다.

라우팅의 결정론적 성질에 의해 실제 루트는 VLAN 식별자를 제외하고 패킷헤더의 내용에 의존하지 않기 때문에 네트워크 로드의 오프라인 예측/계산/실험이 훨씬 쉬워집니다.

그림 4 - Equal Cost Shortest Path: 서비스에 할당

그림 4는 노드7과 노드5 사이의 4개의 등비용경로를 나타내고 있습니다.오퍼레이터는 노드 7과 노드 5의 서비스를 원하는 4개의 VID 중 하나에 할당함으로써 노드 [0 및 2]와 노드 [1 및 3] 사이의 컷에 걸쳐 비교적 양호한 트래픽 밸런스를 달성할 수 있다.네트워크에서 4개 이상의 Equal Cost Tree(ECT; 등비용트리) 경로를 사용하면 이들 4개의 경로를 모두 사용할 수 있습니다.노드 6과 노드 4의 밸런스도 마찬가지로 실시할 수 있습니다.

오퍼레이터가 서비스를 최단 경로에 수동으로 할당하지 않을 경우 스위치벤더는 사용 가능한 VID 중 하나에 ISID의 단순한 해시를 허용하여 엔지니어링되지 않은 확산 정도를 제공하는 것은 간단한 문제입니다.예를 들어, ECT-VID의 수를 ISID 모듈로 사용하여 실제로 사용하는 상대 VID를 결정할 수 있습니다.

ECT 경로가 충분히 다양하지 않은 경우, 운영자는 분산 ECT 알고리즘에 대한 입력을 조정하여 해당 노드의 브리지 우선 순위를 조정하여 특정 노드에서 끌어당기거나 밀어내는 방법을 선택할 수 있습니다.이것은 오프라인 도구를 사용하여 실제 네트워크에 바이어스를 적용할 수 있는 루트가 달성되고 그 시점에서 ISID를 결과 루트로 이동할 수 있을 때까지 실험할 수 있습니다.

그림 6의 애니메이션을 보면 66노드 네트워크에서 트래픽엔지니어링에 이용 가능한 다양성을 알 수 있습니다.이 애니메이션에서는, 강조 표시되고 있는 각 송신원에서 수신처에의 ECT 패스가 8개 있습니다.따라서 VID에 근거해 서비스를 8개의 다른 풀에 할당할 수 있습니다.따라서 그림 6의 그러한 초기 할당 중 하나는 (ISID 모듈로 8)이 될 수 있으며 필요에 따라 후속 미세 조정도 가능하다.

그림 1 - 노드, 링크 및 인터페이스 인덱스 예시

여기에서는 유니캐스트 및 멀티캐스트의 최단 패스 트리를 중심으로 SPBM 동작에 대해 설명합니다.

그림 1의 네트워크는 0 ~7의 번호가 붙은 8개의 참가 노드로 구성되어 있습니다.IEEE 802.1aq 프로토콜을 실행하고 있는 스위치 또는 라우터입니다.참가하고 있는 8개의 노드 각각에는, 1 . 5 의 번호가 매겨진 인접 관계가 있습니다.이것들은 인터페이스인덱스 또는 포트 번호에 대응하고 있을 가능성이 있습니다.802.1aq는 병렬인터페이스를 지원하지 않기 때문에 각 인터페이스는 인접관계에 대응합니다.포트/인터페이스인덱스 번호는 물론 로컬이며, 계산 결과에 의해 수신처 MAC 주소 및 백본 VID와 함께 Forwarding Information Base(FIB; 전송 정보 베이스)의 일부인 인터페이스인덱스(유니캐스트의 경우) 또는 인터페이스인덱스 세트(멀티캐스트의 경우)가 생성되기 때문에 표시됩니다.

네트워크에는 4개의 노드(0.3)와 4개의 외부 노드(4, 5, 6, 7)로 이루어진 풀 메쉬 내부 코어가 있으며, 각 노드는 내부 코어 노드 에 듀얼 홈으로 연결되어 있습니다.

통상, 공장 출하시의 노드에는 MAC 주소가 할당되어 노드 ID가 됩니다만, 이 예에서는, 노드에 00:00:00 형식의 MAC 주소가 있는 것을 전제로 하고 있습니다.N:00 여기서 N은 그림 1의 노드 ID(0..7)입니다.따라서 노드 2의 MAC 주소는 00:00:00:00:00:00입니다.노드 2는 노드2의 인터페이스/5를 통해 노드7(00:00:00:00:00:07:00)에 접속됩니다.

IS-IS 프로토콜은 참가 노드 간에 있기 때문에 표시된 모든 링크에서 실행됩니다.IS-IS hello 프로토콜에는 프로토콜에서 사용되는 백본 VID에 대한 정보를 포함하여 802.1aq에 대한 몇 가지 추가 사항이 있습니다.오퍼레이터가 이 네트워크상의 이 802.1aq 인스턴스에 백본 VID 101 및 102를 사용하도록 선택했다고 가정합니다.

노드는 자신의 MAC 주소를 IS-IS SysId로 사용하여 단일 IS-IS 레벨에 가입하여 링크 스테이트 패킷(IS-IS 용어로는 LSP)을 교환합니다.LSP에는 노드 정보와 링크 정보가 저장되어 모든 노드가 네트워크의 완전한 토폴로지를 학습합니다.이 예에서는 링크의 가중치를 지정하지 않았기 때문에 IS-IS 프로토콜은 모든 링크의 기본 링크메트릭을 선택하기 때문에 모든 라우팅이 최소 홉카운트가 됩니다

토폴로지 검출 후 다음 스텝은 ECMP VID와 Unicast Forwarding Table(FIB; 유니캐스트 전송 테이블)의 양쪽에 대한 유니캐스트루트 계산 분산입니다

그림 2 - 노드 7과 노드 5 사이의 2개의 ECMP 패스

노드 7에서 노드5로의 루트에 대해 생각해 봅시다.등비용 패스는 여러 가지가 있습니다.802.1aq는 그 중2개의 선택 방법을 지정합니다.첫 번째 경로는 Low PATH ID 경로라고 불립니다.이것은 최소 노드 ID가 있는 경로입니다.이 경우 Low PATH ID 경로는 7->0->1->5 경로입니다(그림2의 빨간색).따라서 이 경로상의 각 노드는 첫 번째 ECMP VID 101을 사용하여 노드5 의 MAC 주소로 전송 엔트리를 작성합니다.반대로 802.1aq는 High PATH ID라고 하는두 번째 ECMP 타이 브레이크알고리즘을 지정합니다.이것은 최대 노드 ID가 있는 경로입니다.이 예에서는 7->2->3->5 경로입니다(그림2에서는 파란색으로 표시되어 있습니다).

따라서 노드7에는 다음 사항을 나타내는 FIB가 있습니다.

  • MAC 00:00:00:00:00/vid 101 넥스트홉은 interface/1 입니다.
  • MAC 00:00:00:00:00/vid 102 넥스트홉은 interface/2 입니다.

노드 5의 FIB는 정확히 반대입니다.

  • MAC 00:00:00:00:07:00/vid 101 넥스트홉은 interface/1 입니다.
  • MAC 00:00:00:00:07:00/vid 102 넥스트홉은 interface/2 입니다.

중간 노드에서도 일관된 결과가 생성되므로 예를 들어 노드 1은 다음과 같은 엔트리를 가집니다.

  • MAC 00:00:00:00:07:00/vid 101 넥스트홉은 interface/5 입니다.
  • MAC 00:00:00:00:07:00/vid 102 넥스트홉은 interface/4 입니다.
  • MAC 00:00:00:00:00/vid 101 넥스트홉은 interface/2 입니다.
  • MAC 00:00:00:00:00/vid 102 넥스트홉은 interface/2 입니다.

노드 2에는 다음과 같은 엔트리가 있습니다.

  • MAC 00:00:00:00:00/vid 101 넥스트홉은 interface/2 입니다.
  • MAC 00:00:00:00:00/vid 102 넥스트홉은 interface/3 입니다.
  • MAC 00:00:00:00:07:00/vid 101 넥스트홉은 interface/5 입니다.
  • MAC 00:00:00:00:07:00/vid 102 넥스트홉은 interface/5 입니다.

노드 7에 접속되어 있는 비참여 디바이스가 노드5의 비참여 디바이스와 통신하고 있는 경우(예를 들어 그림3의 디바이스 A와 디바이스 C와의 통신), MAC-in-MAC 캡슐화 프레임을 사용하여 이들 최단 경로 중 하나를 통해 통신합니다.NNI 링크의 MAC 헤더에는, 외부 송신원주소 00:00:00:70:00, 외부 행선지 주소 00:00:00:50:00, 및 BVID 101 또는 102 중 하나가 표시됩니다.노드 A에서 수신된 헤더는 노드7에 삽입된 후 노드5에서 비참여 디바이스 C로 출력될 때까지 어떤 링크에서도 변경되지 않습니다.참여하는 모든 디바이스는 단순한 DA+VID 검색을 수행하여 발신 인터페이스를 결정하고 착신 인터페이스가 패킷의 SA+VID에 적합한 넥스트홉인지도 확인합니다.참가 노드의 00:00:00:00:00:00:00:00...00:00:00:07:00는 학습되지 않고 노드의 SysId로 IS-IS에 의해 어드버타이즈 됩니다.

비참여 클라이언트(예: 그림 3의 A, B, C, D) 주소로 유니캐스트를 전송하는 것은 물론 첫 번째 홉 참여 노드(예: 7)가 원하는 비참여 노드(예: C)에 연결되어 있는 마지막 홉 참여 노드(예: 5)를 알 수 있을 때만 가능합니다.이 정보는 IEEE 802.1aq에 의해 어드버타이즈 되지 않기 때문에 학습해야 합니다.학습 메커니즘은 IEEE 802.1ah와 동일합니다.즉, 대응하는 외부 MAC 유니캐스트 DA가 불분명한 경우 멀티캐스트 DA로 대체되고 응답이 수신되면 그 응답의 SA는 응답을 발신한 비참여 노드에 도달하기 위해 사용하는 DA를 알려줍니다.예를 들어 노드7은 노드5에 의해 C에 도달하는 것을 학습합니다.

그림 3 - E-LAN의 소스별, 서비스 멀티캐스트별

비참여 포트 세트를 서비스로 그룹화/범위화하고 서로 멀티캐스팅하지 않도록 하기 위해 IEEE 802.1aq는 소스별, 서비스별 멀티캐스트 전송 메커니즘을 제공하며 이를 실현하기 위한 특별한 멀티캐스트 수신처 주소 형식을 정의합니다.멀티캐스트 주소는 트리를 일의로 식별해야 합니다.또한 고유한 서비스별로 소스별로 트리가 존재하기 때문에 멀티캐스트주소에는 하위 24비트의 서비스 컴포넌트와 상위 22비트의 네트워크 전체 고유 식별자의 2개의 컴포넌트가 포함됩니다.이것은 멀티캐스트주소이기 때문에 멀티캐스트비트가 설정되어 있습니다.또, 이러한 제조된 주소에는 표준 OUI 공간을 사용하지 않기 때문에, 로컬 「L」비트는 이러한 주소를 명확하게 하기 위해서 설정됩니다.위의 그림 3에서는 DA=[7,O]로 표시되어 있습니다.여기서 7은 노드 7에서 발신된 패킷을 나타내며, 색칠된 O는 범위 내의 E-LAN 서비스를 나타냅니다.

서비스에 대한 멀티캐스트 전송을 작성하기 전에 해당 서비스에 접하는 포트를 가진 노드에 자신이 멤버임을 통지해야 합니다.예를 들어 노드 7, 4, 5, 6은 소정의 서비스(예를 들어 서비스 200)의 멤버이며 BVID 101을 사용해야 한다고 통지됩니다.이는 ISIS에 의해 애드버타이즈되며 모든 노드는 SPBM 계산을 수행하여 서비스의 헤드엔드 또는 테일엔드 또는 다른 헤드엔드와 테일엔드 사이의 탠덤포인트 중 하나로 참여하고 있는지 판단합니다.노드 0은 노드7과 노드5 사이의 탠덤이므로 이 서비스의 노드7에서 노드5로의 패킷 전송 엔트리가 생성됩니다.마찬가지로 노드7과 노드4 사이의 탠덤이기 때문에 이 서비스의 패킷에 대해 노드7에서 노드4로의 전송 스테이트가 생성됩니다.이것에 의해, DA/VID가 2개의 인터페이스1과 2에 출력을 가지는 진정한 멀티 캐스트엔트리가 생성됩니다.한편, 노드 2는 이 서비스의 1개의 최단 패스상에만 존재하며, 이 서비스의 패킷에 대해 노드7에서 노드6으로의 전송 엔트리를 1개만 작성합니다.

그림 3은 1개의 E-LAN 서비스와 멤버의 1개의 트리만을 나타내고 있지만, 멤버십의 애드버타이즈, 탠덤 동작의 계산, 기존의 멀티캐스트주소의 제조 및 FIB 의 입력에 의해, 네트워크내의 각 노드에의 멤버쉽을 가지는 대량의 E-LAN 서비스를 서포트할 수 있습니다.유일한 실질적인 제한 요인은 FIB 테이블 크기와 개별 디바이스의 계산 능력입니다.둘 다 매년 비약적으로 증가하고 있습니다.

구현 노트

802.1aq는 Service Attachment(I-SID; 서비스 접속) 정보로 증강된 IS-IS 토폴로지 정보를 가져와 일련의 계산을 수행하고 유니캐스트엔트리 및 멀티캐스트엔트리의 전송 테이블(필터링 테이블)을 생성합니다.

802.1aq에서 필요한 정보를 전송하는 IS-IS 확장 기능에 대해서는, 다음의 is-layer2 IETF 문서를 참조해 주세요.

802.1aq를 실장하면 우선 IS-IS hello가 변경되어 802.1aq용으로 예약된 Protocol-Supported type-length-value(TLV)(타입 129)에 0xC01의 NLPID(Network Layer Protocol Identifier)가 포함됩니다.또한 hello에는 MSTID(각 VID의 목적을 나타냄)가 포함되어 있어야 합니다.마지막으로 각 ECMT 동작을 VID에 할당하여 hello에서 교환해야 합니다.헬로들은 보통 태그 없이 움직인다.IP 의 NLPID 는, 802.1 aq 의 인접 관계를 형성하기 위해서 필요한 것은 아닙니다만, 존재하는 경우 인접 관계도 막을 수 없습니다.

링크에는 802.1aq 고유의 메트릭이 할당되어 있습니다.이 메트릭은 IP 링크메트릭과 거의 동일한 독자적인 TLV(Type Length Value)로 전송됩니다.계산에서는 항상 2개의 단방향 링크메트릭 중 최대값을 사용하여 대칭 루트 무게를 적용합니다.

노드에는 MAC 주소가 할당되어 글로벌하게 식별됩니다.이 주소는 IS-IS SYSID 형성에 사용됩니다.통상, 박스 맥은 이 목적에 도움이 됩니다.Area-Id는 802.1aq에 의해 직접 사용되는 것은 아니지만, 물론 같은 802.1aq 네트워크 내의 노드에 대해서도 같아야 합니다.여러 영역/레벨은 아직 지원되지 않습니다.

노드에는 SPSource가 더 할당되어 있습니다.20비트 네트워크 전체의 일의 식별자입니다.이것은 대부분의 경우 SYSID의 하위 20비트(일치한 경우)이거나 동적으로 네고시에이트 또는 수동으로 설정할 수 있습니다.

SPSource다음으로 B-VID에 대한 ID 및 ECMT 할당은 자체 802.1aq TLV의 IS-IS 네트워크에 애드버타이즈 됩니다.

802.1aq 계산은 802.1aq 링크 가중치를 가지며 NLPID 0xC01을 지원하는 노드 간의 링크로 제한됩니다.앞서 논의한 바와 같이 링크 가중치는 두 가지 다른 값의 최소값을 취함으로써 계산을 위해 대칭이 되도록 강제된다.

서비스가 ECMT 동작에 I-SID를 할당하는 형식으로 설정되어 있는 경우 I-SID가 원하는 ECMT 동작 및 전송 표시와 함께 애드버타이즈되는 경우 속성을 수신합니다(물론 이 목적으로 새로운 TLV가 사용됩니다).

802.1aq 노드는 IS-IS 업데이트를 수신하면 802.1aq를 지원하는 다른 모든 IS-IS 노드에 대한 고유한 최단 경로를 계산합니다.ECMT 동작당 하나의 고유(대칭) 최단 경로가 있습니다.이 일의성 및 ECMT를 적용하기 위해 사용되는 타이 브레이킹은 다음과 같습니다.

유니캐스트 FDB/FIB는 이 최초의 최단 패스 계산에 근거해 읽힙니다.생성되는 ECMT 동작/B-VID마다 엔트리가 1개씩 있습니다.

트랜짓 멀티캐스트 계산(트랜짓 복제가 바람직한 경우에만 적용되며 헤드엔드 복제를 선택한 서비스에는 적용되지 않는 경우)은 여러 가지 방법으로 구현할 수 있습니다.이를 효율적으로 유지하기 위해서는 주의가 필요하지만 일반적으로 일련의 최단 경로 계산을 수행해야 합니다.기본 요건은 'I가 I-SID를 전송하고 다른 한쪽이 I-SID를 수신하는 두 노드 사이의 최단 경로 상에 있는지'를 결정하는 것입니다.

이 계산에서는 퍼포먼스가 낮은 의사 코드는 다음과 같습니다.

하나 이상의 송신 ISID do SPF = 모든 ECMT B-VID에 대해 NODE에서 최단 경로 트리를 계산합니다. 각 ECMT 동작에 대해 NAVER가 이 ECMT의 SPF에 있는 경우 각 ECMT 동작대해 NODE의 SPF에 있는 경우 T = NODE의 송신 ID가 모두 수신됩니다.T의 각 ISID대한 SPF 아래의 SID는 [MAC-DA = NODE]에서 멀티캐스트엔트리를 작성/비활성화합니다.소스ID : 20 ISID : 24 LocalBit : 1 MulticastBit : 1 B - VID = 이 ECMT 출력 포트에 연관된VID = 포트 내의 NAVER에 대한 인터페이스 = 이 ECMT의 SPF 상의 NODE에 대한 포트 ]

위의 의사 코드는 대부분의 경우 엄격히 필요한 것보다 훨씬 많은 SPF를 계산하며, 노드가 다른 두 노드 간의 최단 경로 상에 있는지 여부를 결정하는 더 나은 알고리즘이 알려져 있습니다.필요한 외부 반복 횟수를 대폭 줄이는 훨씬 빠른 알고리즘을 제공하는 IEEE에 제시된 논문에 대한 참조를 참조해 주십시오.

일반적으로 상기의 완전한 알고리즘이라도 주의 깊게 조작하면 1GHz 이상의 공통 CPU로 수백 개의 노드 네트워크를 10밀리초 이내에 처리할 수 있습니다.

헤드 엔드 리플리케이션을 선택한 ISID의 경우 계산은 간단하며 단순히 그 ISID를 수신하는 다른 접속 포인트를 찾아 시리얼 유니캐스트테이블을 작성하여 하나씩 복제합니다.

타이브레이크

802.1aq는 결정론적 대칭 다운스트림 일치 최단 경로를 생성해야 합니다.즉, 특정 노드가 동일한 경로를 전진 및 후진으로 계산해야 할 뿐만 아니라 해당 경로 상의 다운스트림(및 업스트림)의 다른 모든 노드도 동일한 결과를 생성해야 합니다.넥스트 홉 결정에 사용되는 것은 행선지 주소와 VID뿐이기 때문에 이 다운스트림의 일치성은 이더넷의 홉 바이 홉 포워딩 성질의 결과입니다.다른 ECMT 알고리즘을 802.1aq용으로 설계할 때는 이 점에 유의해 주십시오.이것은 빠지기 쉬운 [citation needed]트랩이기 때문입니다.우선 ISIS에 의해 802.1aq용으로 애드버타이즈되는 단방향 링크메트릭을 취득하여 대칭임을 확인합니다.이는 계산을 수행하기 전에 양 끝에 있는 두 값의 MIN을 취하기만 하면 됩니다.그러나 이것만으로는 대칭이 보장되지 않습니다.

그림 7 - 타이 브레이킹과 패스 식별자

802.1aq 규격은 PATHID라고 불리는 메커니즘을 기술하고 있습니다.PATHID는 패스 네트워크 전체의 일의 식별자입니다.이는 결정적으로 관계를 끊는 방법을 이해하는 데 유용한 논리적인 방법이지만 실제로 이러한 관계를 끊는 방법은 아닙니다.PATHID는 경로를 구성하는 SYSID의 시퀀스(엔드포인트 제외)로 정의됩니다.정렬되어 있습니다.[clarification needed]따라서 네트워크 내의 모든 경로에는 네트워크 내의 어느 위치에서 경로가 검출되는지에 관계없이 고유한 PATHID가 있습니다.

802.1aq는 최단 경로 계산에 선택사항이 있을 때 항상 가장 낮은 PATHID 경로를 선택합니다.이렇게 하면 모든 노드가 동일한 결정을 내릴 수 있습니다.

예를 들어 위의 그림7에서는 노드7과 노드5 사이에는 파란색, 녹색, 분홍색 및 갈색으로 표시된4개의 등비용 경로가 있습니다.이러한 패스의 PATHID는 다음과 같습니다.

  • PATHID[brown] = {0,1}
  • PATHID[pink] = {0,3}
  • PATHID[green] = {1,2}
  • PATHID[blue] = {2,3}

따라서 가장 낮은 PATHID는 갈색 경로 {0,1}입니다.

이 낮은 PATHID 알고리즘에는 매우 바람직한 속성이 있습니다.첫 번째는 패스를 따라 가장 낮은SYSID를 찾는 것만으로 단계적으로 실행할 수 있다는 것입니다.두 번째는 2개의 경합 패스를 역추적하고 2개의 패스 중 최소의 SYSID를 찾는 것만으로 단계적으로 동작하는 효율적인 실장이 가능하기 때문입니다.

낮은 PATHID 알고리즘은 모든 802.1aq 타이 브레이킹의 기초가 됩니다.ECMT는 저PATHID 알고리즘에 근거해, ECMT 알고리즘 마다 다른 SYSID 순열을 공급합니다.통과해야 할 가장 명백한 순열은 0xfff로 XOR 입력함으로써 SYSID를 완전히 반전시키는 것입니다.최소 2개의 최소값을 찾기 전에 말이죠.이 알고리즘은 2개의 등가비용 선택지가 제시되었을 때 논리적으로 가장 큰 PATHID 경로를 선택하기 때문에 하이 PATHID라고 불립니다.

그림 7의 예에서 PATHID가 가장 높은 경로는 PATHID가 {2,3}인 파란색 경로입니다.모든 SYSID를 반전시켜 낮은 PATHID 알고리즘을 실행하는 것만으로 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

정의된 다른 14개의 ECMT 알고리즘은 비트의 비교적 양호한 분포를 생성하도록 설계된 다른 비트 마스크와 XOR 입력함으로써 SYSID의 다른 배열을 사용합니다.다른 순열로 인해 보라색 경로와 녹색 경로가 차례로 가장 낮다는 것은 분명해야[citation needed] 합니다.

ECT 알고리즘에서 사용되는 17개의 개별 64비트 마스크는 각 64비트 마스크를 채우기 위해 8회 반복된 동일한 바이트 값으로 구성됩니다.이들 17바이트 값은 다음과 같습니다.

Ect.-마스크[17] = { 0x00, 0x00, 0xFF, 0x88,                  0x77, 0x44, 0x33, 0xCC,                  0xBB, 0x22, 0x11, 0x66,                  0x55, 0xAA, 0x99, 0xDD,                  0xEE }; 

ECT-MASK[0]는 공통 스패닝트리 알고리즘용으로 예약되어 있습니다.ECT-MASK[1]는 최단패스 퍼스트트리의 Low PATHID 세트를 만들고 ECT-MASK[2]는 최단패스 트리의 High PATHID 세트를 만들고 다른 인덱스는 최단패스 퍼스트트리의 비교적 다양한 순서를 만듭니다.

또한 ECMT 타이 브레이크 알고리즘은 어느 정도의 인적 오버라이드 또는 조정도 허용합니다.이것은 BridgeIdentifier라고 불리는 조합이 ECT 알고리즘의 입력이 되도록 BridgePriority 필드를 SYSID와 함께 포함함으로써 실현됩니다.Bridge Priority를 위아래로 조정함으로써 패스의 PATHID를 다른 패스에 비해 올리거나 내릴 수 있어 상당한 수준의 조정성이 제공됩니다.

위의 설명을 통해 타이 브레이킹을 쉽게 확인할 수 있습니다.실제 실장에서는 (통상은 Dijkstra 최단 패스 계산 중)2개의 경합 등비용 패스로 포크 포인트에서 조인 포인트로 백트래킹하여 가장 낮은 (마스크 후) Bridge Priority SysId를 통과하는 경로를 선택합니다.

상호 운용성

IEEE 802.1aq의 첫 번째 공중 상호 운용성 테스트는 2010년 10월에 Ottawa에서 실시되었습니다.2개의 벤더가 SPBM을 실장하여 총 5개의 물리 스위치와 32개의 에뮬레이트된 스위치로 제어/데이터 및 OA&[31]M을 테스트했습니다.

2011년 1월에는 5개 벤더와 6개 [32]구현으로 [33][34]오타와에서 SPBM 네트워크를 백본으로 사용한 2013년 라스베이거스 Interop 이벤트에서 추가 이벤트가 개최되었습니다.

경쟁 제품

MC-LAG, VXLANQFabric은 모두 제안되었지만 IETF TRIL 표준(Transparent Interconnect of Lots Interconnect)은 IEEE 802.1aq의 주요 경쟁자로 간주되며 "2가지 표준 제안의 상대적인 장점과 차이점에 대한 평가는 현재 [35]네트워킹업계에서 뜨거운 논쟁거리가 되고 있습니다."

도입

도입에 관한 고려사항 및 상호운용성의 베스트프랙티스는 IETF 문서 'SPB 도입에 관한 고려사항'[36]에 기재되어 있습니다.

  • 2013년 상호 운용:네트워킹 리더의 최단 경로[37] 브리징 데모
  • 2014년 상호 운용:IPv6를 경유하는 InteropNet, 최단 패스브리징[38] 포함

Extreme Networks는 Avaya Networking 비즈니스 및 자산을 인수함으로써 현재 SPB 기반 도입을 주도하고 있습니다.또한 SPB의 확장 및 확장 구현(레이어 3 IP 라우팅 및 IP 멀티캐스트 기능 포함)은 "Fabric Connect" 테크놀로지의 배너 하에 판매되고 있습니다.또한 Extreme Networks는 IETF 인터넷 드래프트를 지원하고 있습니다.IETF 인터넷 드래프트는 기존의 이더넷 스위치를 통해 SPBM 기반 서비스를 엔드 디바이스로 자동 확장하는 수단을 정의합니다.AB LLDP 기반 통신 프로토콜(마케팅 "Fabric Attach" 기술)은 엔드 디바이스를 자동으로 연결할 수 있으며 VLAN/I-SID([39][40]VSN) 매핑의 동적 구성을 포함합니다.

Avaya(Extreme Networks에 인수됨)는 다음과 같은 여러 [41]업종에 걸쳐 운영되는 기업을 위해 SPB/Fabric Connect 솔루션을 도입했습니다.

  • 교육, 예를 들면 다음과 같습니다.리즈 메트로폴리탄 대학교,[42] 맥콰이어 대학교,[43] 펄랜드 독립 학군,[44] 아즈만 과학기술 대학교[45]
  • 를 들면, 다음과 같습니다.NSB[49] 센다이시 [46]교통국 [48]라인반 [47]스히폴 텔레매틱스
  • 예를 들어 은행 및 금융:피두치아,[50] 스페어뱅켄[51] 조끼
  • 주요 이벤트: 2013 & 2014 InteropNet Backbone (InteropNet Backbone),[52] 2014 소치 동계 올림픽,[53] 두바이 월드 트레이드[54][55] 센터
  • 의료 서비스에는 다음과 같은 것이 있습니다.오슬로 대학 병원,[56][57] 콩코드 병원,[58] 프란시스칸 얼라이언스,[59] 시드니 재림절 병원[60]
  • 제조, 예를 들면 다음과 같습니다.후지쯔 테크놀로지[61] 솔루션
  • 미디어에는 다음과 같은 예가 있습니다.Sanlih [39]엔터테인먼트 [62]TV Medienhouse Lensing[63] Schibsted
  • 정부기관에는 다음과 같은 예가 있습니다.레돈도 해변,[64] 브레다,[65] 베지르크삼트 노이쾰른[66]

제품 지원

「 」를 참조해 주세요.

메모들

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레퍼런스

추가 정보

외부 링크