Grundlegendes zum Ethernet-Ring-Schutzumschalten

Akronyme

Die folgenden Akronyme werden in der Diskussion über Ethernet Ring Protection Switching (ERPS) verwendet:

• MA – Instandhaltungsverband

• MEP – Endpunkt der Wartungszuordnung

• OAM – Betrieb, Verwaltung und Management (Ethernet-Ring-Schutz-Switching verwendet Connectivity Fault Management Daemon)

• FDB – MAC-Weiterleitungsdatenbank

• STP – Spanning Tree Protocol

• RAPS – Automatische Ring-Schutzumschaltung

• WTB – Warten Sie mit der Blockierung. Beachten Sie, dass WTB auf EX2300- und EX3400-Switches immer deaktiviert ist, da es in ERPSv1 nicht unterstützt wird. Konfigurationen, die Sie an den WTB-Einstellungen auf den Switches EX2300 und EX3400 vornehmen, haben keine Auswirkungen. Die Ausgabe des CLI-Befehls "show protection-group ethernet-ring node-state detail" listet eine WTB-Einstellung auf, die jedoch keine Auswirkungen auf EX2300- und EX3400-Switches hat.

• WTR – Warten mit der Wiederherstellung. Beachten Sie, dass die WTR-Konfiguration nur bei EX2300- und EX3400-Switches 5 bis 12 Minuten betragen muss.

• RPL – Ringschutzverbindung

Ringknoten

Es werden mehrere Knoten verwendet, um einen Ring zu bilden. Es gibt zwei verschiedene Knotentypen:

• Normaler Knoten: Der Knoten hat keine besondere Rolle auf dem Ring.

• RPL-Besitzerknoten: Der Knoten besitzt die RPL und blockiert oder entsperrt den Datenverkehr über die RPL.

Zustände von Ringknoten

Im Folgenden sind die verschiedenen Zustände für jeden Knoten eines bestimmten Rings aufgeführt:

• init: Kein Teilnehmer eines bestimmten Rings.

• Leerlauf: Kein Fehler am Ring. Der Knoten funktioniert normal. Bei einem normalen Knoten wird der Datenverkehr auf beiden Ringports entsperrt. Für den RPL-Besitzer oder RPL-Nachbarn wird der Datenverkehr auf dem Ringport, der mit dem RPL verbunden ist, blockiert und auf dem anderen Ringport entsperrt.

• protection: Auf dem Ring ist ein Fehler aufgetreten. Bei einem normalen Knoten wird der Datenverkehr auf dem Ringport, der mit der fehlerhaften Verbindung verbunden ist, blockiert und auf funktionierenden Ringports entsperrt. Für den RPL-Besitzer wird der Datenverkehr an beiden Ringports entsperrt, wenn sie eine Verbindung zu Verbindungen herstellen, die nicht ausfallen.

• pending: Der Knoten erholt sich nach einem Fehler oder seinem Status, nachdem ein clear Befehl verwendet wurde, um den vorherigen manuellen Befehl zu entfernen. Wenn eine Schutzgruppe konfiguriert ist, wechselt der Knoten in den Status "Ausstehend". Wenn sich ein Knoten im Status "Ausstehend" befindet, wird der WTR- oder WTB-Timer ausgeführt. Alle Knoten befinden sich bis zum Ablauf des WTR- oder WTB-Timers im Status "Ausstehend".

• force-Switch: Ein force-Switch wird ausgegeben. Wenn ein Kraftschalter für einen Knoten im Ring ausgegeben wird, werden alle Knoten im Ring in den Zustand des Kraftschalters versetzt.

  Anmerkung:

  EX2300- und EX3400-Switches unterstützen keinen Force Switch.

• manueller Schalter: Ein manueller Schalter wird ausgegeben. Wenn ein manueller Schalter für einen Knoten im Ring ausgegeben wird, wechseln alle Knoten im Ring in den manuellen Schaltzustand.

  Anmerkung:

  EX2300- und EX3400-Switches unterstützen keine manuellen Switches.

Für jeden Ring kann es nur einen RPL-Besitzer geben. Die Benutzerkonfiguration muss dies gewährleisten, da das APS-Protokoll dies nicht überprüfen kann.

Standardprotokollierung grundlegender Zustandsübergänge auf Switches der EX-Serie

Beginnend mit Junos OS Version 14.1X53-D15 protokollieren Switches der EX-Serie automatisch grundlegende Zustandsübergänge für das ERPS-Protokoll. Ab Junos OS Version 18.2R1 protokollieren EX2300- und EX3400-Switches automatisch grundlegende Zustandsübergänge für das ERPS-Protokoll. Es ist keine Konfiguration erforderlich, um diese Protokollierung zu initiieren. Zu den grundlegenden Zustandsübergängen gehören ERPS-Schnittstellenübergänge von oben nach unten und von unten nach oben; und der ERPS-Status wechselt von Leerlauf zu Schutz und Schutz zu Leerlauf.

Die grundlegenden Zustandsübergänge werden in einer einzigen Datei mit dem Namen erp-default protokolliert, die sich im Verzeichnis /var/log des Switches befindet. Die maximale Größe dieser Datei beträgt 15 MB.

Die Standardprotokollierung für ERPS kann anfängliche ERPS-Schnittstellen- und Zustandsübergänge erfassen, was Ihnen bei der Fehlerbehebung helfen kann, die zu Beginn des ERPS-Protokollstartprozesses auftreten. Wenn jedoch eine robustere Protokollierung erforderlich ist, können Sie die Trace-Optionen für ERPS aktivieren, indem Sie die traceoptions Anweisung in die [edit protocols protection-group] Hierarchie eingeben.

Beachten Sie, dass für ERPS jeweils nur die Standardprotokollierungs- oder Trace-Optionen auf dem Switch aktiv sein können. Das heißt, die Standardprotokollierung für ERPS wird automatisch aktiviert, und wenn Sie die Trace-Optionen für ERPS aktivieren, deaktiviert der Switch automatisch die Standardprotokollierung. Umgekehrt aktiviert der Switch automatisch die Standardprotokollierung, wenn Sie die Trace-Optionen für ERPS deaktivieren.

Logischer Ring

Sie können mehrere logische Ringinstanzen auf demselben physischen Ring definieren. Die Funktion "Logischer Ring" unterstützt derzeit nur den physischen Ring, was bedeutet, dass zwei benachbarte Knoten eines Rings physisch verbunden sein müssen und der Ring auf der physischen Schnittstelle und nicht im VLAN arbeiten muss. Mehrere Ringinstanzen werden in der Regel mit Bündelfunkmodus-Ringschnittstellen definiert.

FDB-Spülung

Beim Umschalten des Ringschutzes wird normalerweise eine FDB-Spülung ausgeführt. Das Ethernet-Ring-Steuermodul verwendet den gleichen Mechanismus wie das STP, um die FDB-Spülung auszulösen. Das Ethernet-Ringsteuermodul steuert den Standard-STP-Index der physischen Schnittstelle des Ringports, um den FDB-Flush auszuführen.

Ab Junos OS Version 14.2 hängt der FDB-Flush von den RAPS-Nachrichten ab, die an den beiden Ports des Ringknotens empfangen werden.

Blockieren und Weiterleiten von Datenverkehr

Die Ethernet-Ringsteuerung verwendet denselben Mechanismus wie STP, um das Weiterleiten oder Verwerfen von Benutzerdatenverkehr zu steuern. Das Ethernet-Ringsteuermodul setzt den Standard-STP-Indexstatus der physischen Ring-Port-Schnittstelle auf Weiterleitung oder Verwerfung, um den Benutzerdatenverkehr zu steuern.

RPL-Nachbarknoten

Ab Junos OS Version 14.2 werden Ringschutz-Link-Nachbarknoten unterstützt. Ein RPL-Nachbarknoten befindet sich neben dem RPL und ist nicht der RPL-Besitzer. Wenn ein Knoten mit einer Schnittstelle als protection-link-end konfiguriert ist und in seiner Konfiguration kein protection-link-owner vorhanden ist, ist der Knoten ein RPL-Nachbarknoten.

Blockieren und Weiterleiten von RAPS-Nachrichten

Der Router oder Switch behandelt die RAPS-Nachricht (Ring Automatic Protection Switching) genauso wie den Benutzerdatenverkehr für die Weiterleitung von RAPS-Nachrichten zwischen zwei Ringports. Der Standard-STP-Indexstatus der physischen Ringportschnittstelle steuert auch die Weiterleitung von RAPS-Nachrichten zwischen den beiden Ringports. Neben der Weiterleitung von RAPS-Nachrichten zwischen den beiden Ring-Ports, wie in Abbildung 1 dargestellt, muss das System auch die RAPS-Nachricht zwischen der CPU (Ethernet-Ring-Steuermodul) und dem Ring-Port weiterleiten. Diese Art der Weiterleitung hängt nicht vom STP-Indexstatus der physischen Ringportschnittstellen ab. Die RAPS-Nachricht wird immer vom Router oder Switch über die Ringports gesendet, wie in Abbildung 2 dargestellt. Eine RAPS-Nachricht, die von einem verwerfenden Ringport empfangen wird, wird an das Ethernet-Ringsteuermodul gesendet, aber nicht an den anderen Ringport.

Abbildung 1: Protokollpakete vom Netzwerk zum Router

Abbildung 2: Protokollpakete vom Router oder Switch zum Netzwerk

Juniper Networks Switches und Juniper Networks-Router verwenden unterschiedliche Methoden, um diese Routen zu erreichen.

Die Switches verwenden Weiterleitungsdatenbankeinträge, um die RAPS-Nachrichten zu leiten. Dem Eintrag in der Weiterleitungsdatenbank (der durch die RAPS-Multicast-Adresse und das VLAN verschlüsselt wird) ist ein zusammengesetzter nächster Hop zugeordnet – der zusammengesetzte nächste Hop ordnet die beiden Ringschnittstellen dem Eintrag in der Weiterleitungsdatenbank zu und verwendet die Funktion "geteilter Horizont", um zu verhindern, dass das Paket an die Schnittstelle gesendet wird, auf der es empfangen wird. Dies ist ein Beispiel für den Eintrag in der Weiterleitungsdatenbank, der sich auf die RAPS-Multicast-MAC bezieht (ein Ergebnis des show ethernet-switching table detail Befehls):

Die Router verwenden einen impliziten Filter, um ERP-Routen zu erreichen. Jeder implizite Filter wird an eine Bridgedomäne gebunden. Aus diesem Grund müssen der Steuerkanal für den östlichen Ring und der Steuerkanal für den westlichen Ring einer bestimmten Ringinstanz für dieselbe Bridgedomäne konfiguriert werden. Für jeden Ringport-Steuerkanal wird ein Filterterm generiert, um die RAPS-Nachrichtenweiterleitung zu steuern. Die Filternummer ist identisch mit der Anzahl der Bridge-Domänen, die die Ringsteuerkanäle enthalten. Wenn eine Bridge-Domäne Steuerkanäle von mehreren Ringen enthält, hat der Filter, der sich auf diese Bridge-Domäne bezieht, mehrere Begriffe, und jeder Begriff bezieht sich auf einen Kontrollkanal. Der Filter besteht aus Befehlsteilen und Steuerkanal-bezogenen Teilen, wie folgt:

• Gebräuchliche Begriffe:

• Begriffe im Zusammenhang mit dem Kontrollkanal:

Dedizierter Steuerungskanal für die Signalisierung

Für jeden Ringport muss ein dedizierter Signalisierungssteuerungskanal mit einer dedizierten VLAN-ID konfiguriert werden. Bei der Ethernet-Ringkonfiguration wird nur diese logische Steuerschnittstelle konfiguriert, und die zugrunde liegende physische Schnittstelle ist der physische Ringport. Für jeden Ring müssen zwei physische Steuerschnittstellen konfiguriert werden. Diese beiden logischen Schnittstellen müssen in einer Bridge-Domäne für Router (oder im selben VLAN für Switches) konfiguriert werden, um RAPS-Protokolldateneinheiten (PDUs) zwischen den beiden physischen Ringsteuerungsschnittstellen weiterzuleiten. Wenn es sich bei der logischen Schnittstelle des Router-Steuerkanals nicht um einen Trunk-Port handelt, werden nur logische Steuerschnittstellen in der Ringport-Konfiguration konfiguriert. Wenn es sich bei dieser logischen Schnittstelle des Router-Steuerkanals um einen Trunk-Port handelt, muss zusätzlich zu den logischen Schnittstellen des Steuerkanals eine dedizierte VLAN-ID für Router konfiguriert werden. Geben Sie für Switches immer entweder einen VLAN-Namen oder eine VLAN-ID für alle Verbindungen an.

Beendigung der RAPS-Nachricht

Die RAPS-Nachricht beginnt am Ursprungsknoten, durchläuft den gesamten Ring und endet im Ursprungsknoten, sofern kein Fehler im Ring vorliegt. Der Ursprungsknoten muss die RAPS-Nachricht löschen, wenn die Quell-MAC-Adresse in der RAPS-Nachricht ihm selbst gehört. Die Quell-MAC-Adresse ist die Knoten-ID des Knotens.

Revertive und nicht revertive Modi

Im Umkehrbetrieb wird der Datenverkehr auf der RPL blockiert, sobald die Bedingung, die einen Switch verursacht, behoben ist und für die funktionierende Transport-Entity wiederhergestellt wurde. Im nicht umkehrenden Betrieb kann der Datenverkehr die RPL verwenden, wenn er nicht ausgefallen ist, auch wenn eine Switch-Bedingung gelöscht wurde.

Mehrere Ringe

Das Ethernet-Ringsteuermodul unterstützt mehrere Ringe in jedem Knoten (zwei logische Schnittstellen sind Teil jedes Elements). Das Ringsteuermodul unterstützt auch die Zusammenschaltung mehrerer Ringe. Die Verbindung von zwei Ringen bedeutet, dass zwei Ringe dieselbe Verbindung oder denselben Knoten gemeinsam nutzen können. Die Ringverbindung wird nur im Nicht-Virtual-Channel-Modus unterstützt. Die Ringverbindung im Modus für virtuelle Kanäle wird nicht unterstützt.

Knoten-ID

Für jeden Knoten im Ring identifiziert eine eindeutige Knoten-ID jeden Knoten . Die Knoten-ID ist die MAC-Adresse des Knotens.

Nur bei Routern können Sie diese Knoten-ID bei der Konfiguration des Rings auf dem Knoten konfigurieren oder automatisch eine ID auswählen, wie dies bei STP der Fall ist. In den meisten Fällen werden Sie dies nicht konfigurieren, und der Router wählt eine Knoten-ID aus, wie dies bei STP der Fall ist. Dabei sollte es sich um die MAC-Adresse des Herstellers handeln. Die Ringknoten-ID sollte nicht geändert werden, auch wenn Sie die MAC-Adresse der Fertigung ändern. Jede MAC-Adresse kann verwendet werden, wenn Sie sicherstellen, dass jeder Knoten im Ring eine andere Knoten-ID hat. Die Knoten-ID auf den Switches wird automatisch ausgewählt und ist nicht konfigurierbar.

Ring-ID

Die Ring-ID wird verwendet, um den Wert des letzten Oktetts des MAC-Zieladressfeldes der vom ERP-Steuerungsprozess erzeugten RAPS-Protokolldateneinheiten (PDUs) zu ermitteln. Die Ring-ID wird auch verwendet, um alle RAPS-PDU zu verwerfen, die von diesem ERP-Steuerungsprozess mit einer nicht übereinstimmenden Ring-ID empfangen werden. Die Ring-ID-Werte 1 bis 239 werden unterstützt.

Domänen mit dem Ringport überbrücken (nur Router der MX-Serie)

Auf den Routern wird die Schutzgruppe als abstrakter logischer Port betrachtet, der für jede Bridge-Domäne konfiguriert werden kann. Wenn Sie also einen Ringport oder seine logische Schnittstelle in einer Bridgedomäne konfigurieren, müssen Sie den anderen zugehörigen Ringport oder seine logische Schnittstelle für dieselbe Bridgedomäne konfigurieren. Die Bridge-Domäne, die den Ringport enthält, verhält sich wie jede andere Bridge-Domäne und unterstützt die IRB-Layer-3-Schnittstelle.

Timer für Wartezeit bis zum Blockieren

Der RPL-Besitzerknoten verwendet einen Verzögerungs-Timer, bevor er einen RPL-Block im revertiven Betriebsmodus initiiert oder nach dem Löschen manueller Befehle in den IDLE-Zustand zurückkehrt. Der Wait-to-Block-Timer (WTB) wird beim Löschen force switch und manual switch von Befehlen verwendet. Da mehrere force switch Befehle in einem Ethernet-Ring koexistieren können, stellt der WTB-Timer sicher, dass das Löschen eines einzelnen force switch Befehls nicht die erneute Blockierung der RPL auslöst. Beim Löschen eines manual switch Befehls verhindert der WTB-Timer die Bildung einer geschlossenen Schleife aufgrund einer möglichen Timing-Anomalie, bei der der RPL-Besitzerknoten während des Wiederherstellungsprozesses eine veraltete Remote-Anforderung manual switch erhält.

Bei der Wiederherstellung nach einem manual switch Befehl muss der Verzögerungs-Timer lang genug sein, um latente Remote-, force switchSignalfehler- oder manual switch Befehle zu empfangen. Dieser Verzögerungs-Timer wird als WTB-Timer bezeichnet und ist so definiert, dass er 5 Sekunden länger als der Schutz-Timer ist. Dieser Verzögerungs-Timer wird auf dem RPL-Besitzerknoten aktiviert. Wenn der WTB-Timer abläuft, startet der RPL-Besitzerknoten den Umkehrungsprozess, indem er eine RAPS-Nachricht (NR, RB) sendet. Der WTB-Timer wird deaktiviert, wenn eine Anforderung höherer Priorität ihn vorwegnimmt.

Hinzufügen und Entfernen eines Knotens

Ab Junos OS Version 14.2 können Sie einen Knoten zwischen zwei Knoten in einem Ethernet-Ring hinzufügen oder entfernen. Knoten werden mit dem force switch Befehl hinzugefügt oder entfernt.