Построение полносвязанных сетей на базе коммутаторов Ethernet
Введение…………………………………………………………………………………………………….. 3
1 Обзор существующих аналогов………………………………………………………………… 5
1.1 IEEE 802.1aq Shortest Path Bridging………………………………………………………. 5
1.2 TRILL ……………………………………………………………………………………………….. 11
1.3 Cisco FabricPath …………………………………………………………………………………. 19
1.4 Балансировка трафика ……………………………………………………………………….. 25
1.5 Выводы по главе 1 …………………………………………………………………………….. 27
2 Проектирование алгоритма …………………………………………………………………….. 28
2.1 Технические решения, использованные при разработке алгоритма …….. 28
2.2 Выводы по главе 2 …………………………………………………………………………….. 32
3 Реализация и тестирование протокола ……………………………………………………. 34
3.1 Реализация протокола………………………………………………………………………… 34
3.1.1 Python …………………………………………………………………………………………… 34
3.1.2 Структура кода протокола …………………………………………………………….. 34
3.2 Тестирование протокола ……………………………………………………………………. 36
3.2.1 Описание стенда для тестирования………………………………………………… 36
3.2.2 Результаты тестирования разработанного протокола ……………………… 37
Заключение ………………………………………………………………………………………………. 41
Список использованных источников …………………………………………………………. 42
Приложение А ………………………………………………………………………………………….. 44
В настоящее время существует большая потребность в технологиях,
которые могли бы позволить использовать все доступные каналы передачи
данных в сетях второго уровня. Протоколы семейства STP, которые были
созданы для повышения отказоустойчивости сетей, имеют ряд существенных
недостатков. Среди них можно отметить блокировку портов на коммутаторах
для перестроения топологии, что ведет к простаиванию сетей [1]. Также стоит
отметить, что потеря служебных BPDU пакетов неминуемо приведет к выходу
сети из строя. Для решения этих проблем были разработаны протоколы, которые
совмещают в себе функции второго и третьего уровня сетей. Одними из
представителей таких технологий являются SPB, TRILL и FabricPath. Они
зарекомендовали себя надежной и функциональной заменой протоколу STP, но,
как и любые другие алгоритмы, имеют свои недостатки.
Основной функцией, которая объединяет все вышеперечисленные
протоколы, является возможность использования всех доступных каналов
передачи данных внутри сетей, где они работают. Это позволяет равномерно
распределять нагрузку и увеличивает скорость передачи данных. Но в то же
время их объединяет один общий недостаток: размер заголовков, необходимых
для работы протоколов, которые составляют от 40 до 60 байт, что является
весьма больший значением в сравнении с стандартным заголовком Ethernet в 8
байт.
Анализ достоинств и недостатков SPB, TRILL и FabricPath позволяет
разработать собственный алгоритм, который повторял бы главную идею этих
технологий и устранял выявленные недостатки.
Актуальность выбранной темы обусловлена необходимостью создания
полносвязанных сетей на основе Ethernet в связи с бурным развитием центров
обработки данных и объемом передаваемого трафика.
Цель работы: разработка алгоритма построения полносвязанных сетей на
В процессе выполнения работы были исследованы технологии, которые
позволяют строить полносвязанные сети на основе Ethernet. Пояснительная
записка содержит информацию об этих технология, их достоинства и
недостатки. Полученная информация была использована для разработки
авторского алгоритма, который также позволяет строит подобные сети, но
использует другой алгоритм построения маршрутов.
Реализованный алгоритм позволяет уменьшить размер заголовков с 40-60
байт до 4 байт, что благоприятно сказывает на размере полезной нагрузки
Ethernet пакета. Помимо этого, разработанный алгоритм позволяет избавиться от
служебного трафика. Вся необходимая информация, которая нужна для
построения маршрутов, передается в Ethernet пакетах с полезной нагрузкой.
Для тестирования работы алгоритма, был написан код на языке
программирования Python и запущен на виртуальных машинах Linux. Семь
машин имитировали работу коммутаторов, а шесть конечных устройств. По
итогам тестирования было выявлено, что разработанный алгоритм справляется с
заявленными функциями и позволяет строить полносвязанные сети на базе
коммутаторов.
1.Ковальков, Д. А. Обеспечение и методика расчета надежности узла
предоставления мультисервисных телекоммуникационных услуг. / Д. А.
Ковальков, Е. А. Гаврилин, О.С. Галин, Р. Д. Антонов, // Труды Международного
симпозиума «Надежность и качество». − 2017. − №1. − С. 123-126.
2.Shortest Path Bridging (802.1aq) Technical Configuration Guide : техн.
информация : NN48500-617, версия 2.3 / Extreme Networks, Inc. // Extreme
Networks, Inc. [Электронный ресурс]. − Сан-Хосе, 2017. − Режим доступа:
https://downloads.avaya.com/css/P8/documents/100128115
3.SPB Technology White Paper : техн. информация / New H3C
Technologies Co. // H3C Technologies Co. [Электронный ресурс]. − Гонконг, 2018.
−Режимдоступа:
http://www.h3c.com/en/Product_Technology/Operating_System/ComwareV7/Data_
Center/White_Papers/201808/1102743_294549_0.html
4.IEEE802.1aq[Электронныйресурс].−Режимдоступа:
https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.1aq
5.TRILL (computing) [Электронный ресурс]. − Режим доступа:
https://en.wikipedia.org/wiki/TRILL_(computing)
6.TRILL Technology White Paper : техн. информация / Huawei
Technologies Co. // Huawei Technologies Co., Ltd [Электронный ресурс] −
Шэньчжэнь,2016.−Режимдоступа:
https://actfornet.com/ueditor/php/upload/file/20181230/1546123999973133.pdf
7.Багинян А., Долбилов А., Кашунин И., Кореньков В. Балансировка
трафика в высоконагруженных системах с помощью протокола TRILL / А.
Багинян, А. Долбилов, И. Кашунин // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт.
–2017. – №4. – С. 14-19.
8.TRILL Technology White Paper : техн. информация / New H3C
Technologies Co. // H3C Technologies Co. [Электронный ресурс]. − Гонконг, 2018.
−Режимдоступа:
http://www.h3c.com/en/Product_Technology/Operating_System/ComwareV7/Data_
Center/White_Papers/201808/1102744_294549_0.htm
9.CiscoFabricPath [Электронныйресурс]. −Режимдоступа:
https://www.cisco.com/c/dam/en/us/products/collateral/switches/nexus-7000-series-
switches/at_a_glance_c45-605626.pdf
10.Cisco Nexus 5000 and 6000 Series NX-OS FabricPath Operations Guide :
техн. информация : OL-28442-02, версия 6.0 / Cisco Systems, Inc. // Cisco Systems,
Inc.[Электронныйресурс].−Сан-Хосе,2013.−Режимдоступа:
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/datacenter/nexus5000/sw/operations/
farbric_path/602_n1_1/Cisco_Nexus_5000_6000_NX-
OS_FabricPath_Operations_Guide.pdf
11.Cisco Nexus 7000 Series NX-OS FabricPath Configuration Guide : техн.
информация : OL-22842-03 / Cisco Systems, Inc. // Cisco Systems, Inc.
[Электронныйресурс].−Сан-Хосе,2019.−Режимдоступа:
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/datacenter/sw/6_x/nx-
os/fabricpath/configuration/guide/b-Cisco-Nexus-7000-Series-NX-OS-FP-
Configuration-Guide-6x.html
12.Калашников, С. Современные оверлейные технологии для ЦОД. / С.
Калашников//Хабр[Электронныйресурс]–Режимдоступа:
https://habr.com/ru/search/?q=%5Bоверлейные%20технологии%5D&target_type=
posts
13.IEEE 802 Numbers [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
https://www.iana.org/assignments/ieee-802-numbers/ieee-802-numbers.xhtml
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (343 отзыва)
4.8 (2878 отзывов)
4.8 (40 отзывов)
4.6 (92 отзыва)
5 (20 отзывов)
4.4 (59 отзывов)
4.9 (37 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
5 (174 отзыва)
