IEEE 802.1aq

يُعدّ معيار IEEE 802.1aq تعديلًا لمعيار الشبكات IEEE 802.1Q ، حيث يُضيف دعمًا لتقنية تجسير أقصر مسار ( SPB ). تهدف هذه التقنية إلى تبسيط إنشاء وتكوين شبكات الإيثرنت مع تمكين توجيه المسارات المتعددة . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

صُمم بروتوكول SPB ليحل محل بروتوكولات الشجرة الممتدة القديمة : IEEE 802.1D STP و IEEE 802.1w RSTP و IEEE 802.1s MSTP. تحجب هذه البروتوكولات أي مسارات زائدة قد تؤدي إلى حلقة تبديل ، بينما يسمح SPB بتفعيل جميع المسارات مع مسارات متعددة متساوية التكلفة، ويوفر طوبولوجيات أكبر بكثير للطبقة الثانية ، [ 4 ] ويدعم أوقات تقارب أسرع، ويُحسّن الكفاءة من خلال السماح بتقاسم الحمل بين جميع مسارات الشبكة المتشابكة . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] وقد صُمم للحفاظ على خاصية التوصيل والتشغيل التي رسّخت مكانة الإيثرنت كبروتوكول فعلي في الطبقة  الثانية.

تُتيح هذه التقنية إنشاء شبكات VLAN على بنى إيثرنت الأصلية باستخدام بروتوكول حالة الارتباط للإعلان عن كلٍ من بنية الشبكة وعضوية شبكة VLAN. تُغلّف الحزم عند الحافة إما بتقنية MAC-in-MAC وفقًا لمعيار IEEE 802.1ah أو تُوسَم وفقًا لمعياري IEEE 802.1Q أو IEEE 802.1ad ، وتُنقل فقط إلى أعضاء شبكة VLAN الآخرين. تدعم هذه التقنية الإرسال الأحادي والمتعدد والبث ، ويتم التوجيه عبر أقصر المسارات المتناظرة.

تعتمد طبقة التحكم على بروتوكول التوجيه بين النظام الوسيط والنظام الوسيط (IS-IS) ، مع الاستفادة من عدد قليل من الامتدادات المحددة في RFC 6329. [ 9 ] 

تاريخ

في 4 مارس 2006، نشر فريق العمل مسودة 802.1aq 0.1. [ 10 ] وفي مارس 2012، وافق معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) على معيار 802.1aq. [ 11 ]

في مايو 2013، تم عرض أول نموذج عام للتوافق التشغيلي بين عدة موردين، حيث شكل بروتوكول SPB العمود الفقري لمؤتمر Interop 2013 في لاس فيغاس. [ 12 ] وفي عامي 2013 و2014، استُخدم بروتوكول SPB لبناء العمود الفقري لشبكة InteropNet بعُشر الموارد المستخدمة في السنوات السابقة فقط. [ 13 ] وخلال مؤتمر Interop 2014، استُخدم بروتوكول SPB كبروتوكول أساسي يُتيح وظائف الشبكات المُعرّفة برمجياً (SDN). [ 14 ] [ 15 ]

كانت دورة الألعاب الأولمبية الشتوية لعام 2014 أول دورة ألعاب تستخدم تقنية "النسيج الشبكي" SPB "IEEE 802.1aq". [ 16 ] [ 17 ] وخلال الألعاب، استطاعت هذه الشبكة التعامل مع ما يصل إلى 54  تيرابت/ثانية من البيانات. [ 18 ]

البروتوكولات ذات الصلة

  • IEEE 802.1Q-2014 - الجسور والشبكات الموصولة - يتضمن هذا المعيار تقنية ربط أقصر مسار (IEEE 802.1aq) مع ما يلي: IEEE Std 802.1Q-2011، IEEE Std 802.1Qbe-2011، IEEE Std 802.1Qbc-2011، IEEE Std 802.1Qbb-2011، IEEE Std 802.1Qaz-2011، IEEE Std 802.1Qbf-2011، IEEE Std 802.1Qbg-2012، IEEE Std 802.1Q-2011/Cor 2–2012، وIEEE Std 802.1Qbp-2014، والعديد من الوظائف المحددة سابقًا في 802.1D. [ 19 ]
  • IEEE 802.1ag - إدارة أعطال الاتصال (CFM)
  • IEEE 802.1Qbp - مسارات متعددة متساوية التكلفة في أقصر مسار للربط [ 20 ]
  • IEEE P802.1Qcj - الربط التلقائي بخدمات الربط بالعمود الفقري للمزود (PBB) [ 21 ]
  • RFC 6329 - ملحقات IS-IS التي تدعم تقنية الربط بأقصر مسار وفقًا لمعيار IEEE 802.1aq

RFC 6329

يُستخدم بروتوكول IS-IS (النظام الوسيط إلى النظام الوسيط)، كما هو مُعرّف في معيار RFC 6329 المُقترح من قِبل IETF، كطبقة تحكم لبروتوكول SPB . [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] لا يتطلب بروتوكول SPB أي تغييرات جوهرية على IS-IS، بل يتطلب فقط مُعرّف بروتوكول طبقة الشبكة (NLPID) ومجموعة من قيم TLV . [ 9 ] : القسم 13 

تتيح تقنية SPB توجيه البيانات عبر أقصر مسار في شبكة إيثرنت متصلة بشبكة متداخلة، باستخدام مسارات متعددة متساوية التكلفة. وهذا يسمح لتقنية SPB بدعم بنى الطبقة الثانية الكبيرة، مع تقارب أسرع، واستخدام مُحسَّن لبنية الشبكة المتداخلة مقارنةً بالشبكات المُكوَّنة باستخدام بروتوكول الشجرة الممتدة. تُعزز تقنية SPB بروتوكول IS-IS بعدد قليل من وحدات TLV ووحدات TLV الفرعية، وتدعم مسارين لتغليف بيانات الإيثرنت، وهما جسور مزود IEEE 802.1ad (PB) وجسور العمود الفقري لمزود IEEE 802.1ah (PBB).

صُمم بروتوكول SPB ليعمل بالتوازي مع بروتوكولات طبقة الشبكة الأخرى مثل IPv4 و IPv6 . وتنص المعايير على أن فشل عقدتين في إنشاء اتصال مجاور عبر بروتوكول SPB لن يكون له تأثير جانبي، مثل رفض اتصال مجاور لبروتوكولات طبقة الشبكة الأخرى (مثل OSPF ).

امتدادات البروتوكول

امتدادات IS-IS المحددة في RFC 6329 والتي توفر دعمًا موحدًا لـ 802.1aq SPB هي:

  • امتدادات بروتوكول IS-IS Hello (IIH)
  • ملحقات معلومات العقدة
  • امتدادات معلومات الجوار
  • ملحقات معلومات الخدمة
امتدادات بروتوكول IS-IS Hello (IIH)

صُمم بروتوكول 802.1aq للعمل بالتوازي مع بروتوكولات طبقة الشبكة الأخرى مثل IPv4 وIPv6؛ لذا، فإن فشل عقدتين في إنشاء اتصال مجاور عبر SPB لن يؤدي إلى رفض بروتوكولات طبقة الشبكة لهذا الاتصال. يُخصص RFC 6328 لبروتوكول 802.1aq قيمة مُعرّف بروتوكول طبقة الشبكة (NLPID) 0xC1. [ 26 ] تستخدم جسور SPB هذا المُعرّف للإشارة إلى قدرتها على إنشاء اتصالات مجاورة والعمل كجزء من نطاق 802.1aq. تتدفق إطارات 802.1aq عبر الاتصالات المجاورة التي تُعلن عن هذا المُعرّف في كلا الاتجاهين، وتعتبر العقد أي اتصال مجاور لم يُعلن عنه في كلا الاتجاهين غير موجود (مع مقياس ارتباط لا نهائي). يقوم معيار 802.1aq بتعزيز وحدة بيانات بروتوكول الإنترنت (IIH PDU) العادية بثلاثة عناصر TLV جديدة، والتي مثل جميع عناصر TLV الخاصة بـ SPB الأخرى، تنتقل داخل عناصر TLV الخاصة بـ Multi-Topology ، مما يسمح بوجود مثيلات منطقية متعددة لـ SPB داخل مثيل بروتوكول IS-IS واحد.

يمكن لبروتوكول SPB استخدام العديد من معرّفات VID، مع الاتفاق على معرّفات VID المستخدمة لكل غرض. تحمل وحدات بيانات بروتوكول IIH ملخصًا لجميع معرّفات VID المستخدمة، ويُشار إليه باسم TLV لتكوين الشجرة الممتدة المتعددة، والذي يستخدم ترميزًا مشتركًا ومضغوطًا مُعاد استخدامه من معيار IEEE 802.1Q.

لأغراض منع التكرار، قد تدعم العقد المجاورة لـ SPB آلية للتحقق من تزامن محتويات قواعد بيانات الطوبولوجيا الخاصة بها. يسمح تبادل ملخصات معلومات طوبولوجيا SPB، باستخدام SPB-Digest sub-TLV الاختياري ، للعقد بمقارنة المعلومات واتخاذ إجراءات محددة عند وجود عدم تطابق في الطوبولوجيا.

وأخيرًا، يحتاج SPB إلى معرفة مجموعات شجرة أقصر مسار (SPT) التي يتم استخدامها بواسطة VIDs، ويتم حمل هذا في معرفات VLAN الأساسية TLV .

امتدادات معلومات العقدة

تنتقل جميع امتدادات معلومات عقدة SPB ضمن نطاق TLV جديد لقدرات متعددة الطوبولوجيا (MT) . يمكن أن يكون هناك نطاق TLV واحد أو أكثر لقدرات متعددة الطوبولوجيا، وذلك حسب كمية المعلومات التي يجب نقلها.

يُقدّم عنصر SPB Instance الفرعي TLV مُعرّف مصدر أقصر مسار (SPSourceID) لهذه العقدة أو نموذج الشبكة. ويُستخدم هذا المُعرّف في تكوين عناوين وجهة البث المتعدد (DAs) للإطارات الصادرة من هذه العقدة أو النموذج.

توجد خوارزميات متعددة لكسر التعادل في SPB، وقد تُضاف إليها خوارزميات أخرى في المستقبل، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر خوارزميات ECMP (السلوكيات القائمة على التجزئة) وأشجار البث المتعدد (*,G) . ستستخدم هذه الخوارزميات قيمة TLV الاختيارية هذه لتعريف بيانات معلمات الخوارزمية الجديدة. بالنسبة لمعلمات كسر التعادل، توجد فئتان رئيسيتان من الخوارزميات: إحداهما تستخدم بيانات العقد لكسر التعادل، والأخرى تستخدم بيانات الروابط. تُستخدم قيمة TLV الخاصة بخوارزمية شجرة التكلفة المتساوية المعتمة لـ SPB لربط بيانات كسر التعادل المعتمة بالعقدة.

امتدادات معلومات الجوار

يوجد حقل TLV الفرعي لمقياس رابط SPB ضمن حقل TLV الخاص بنظام الجوار الوسيط متعدد الطوبولوجيا أو ضمن حقل TLV الخاص بإمكانية الوصول الموسعة لنظام IS. كما يوجد حقل TLV الخاص بخوارزمية شجرة التكلفة المتساوية المعتمة لتجاور SPB ضمن حقل TLV الخاص بنظام الجوار الوسيط متعدد الطوبولوجيا أو حقل TLV الخاص بإمكانية الوصول الموسعة لنظام IS. في حال عدم وجود حقل TLV الفرعي هذا لتجاور IS-IS، فلن ينقل هذا التجاور حركة مرور SPB لنموذج الطوبولوجيا المحدد.

ملحقات معلومات الخدمة

يُستخدم مُعرِّف خدمة SPBM وعنوان البث الأحادي TLV لإضافة عضوية مجموعة خدمات على العقدة المُرسِلة أو للإعلان عن عنوان بث أحادي B-MAC إضافي موجود على العقدة أو يمكن الوصول إليه منها. أما عنوان MAC الخاص بـ SPBV TLV فهو TLV فرعي من IS-IS يُستخدم للإعلان عن عناوين MAC للمجموعات في وضع SPBV.

فوائد

يُعد كل من بروتوكول ربط أقصر مسار-VID (SPBV) وبروتوكول ربط أقصر مسار-MAC (SPBM) نمطين تشغيليين لبروتوكول 802.1aq. ويرث كلا النمطين المزايا الرئيسية لتوجيه حالة الارتباط :

  • القدرة على استخدام جميع الاتصالات المادية المتاحة، لأن تجنب الحلقات يستخدم مستوى تحكم مع رؤية شاملة لطوبولوجيا الشبكة
  • استعادة سريعة للاتصال بعد انقطاعه، وذلك بفضل الرؤية الشاملة لطوبولوجيا الشبكة التي يوفرها توجيه حالة الارتباط
  • في حالة حدوث عطل، تتأثر الممتلكات التي أثرت بشكل مباشر على حركة المرور فقط أثناء عملية الإصلاح.
  • استعادة سريعة للاتصال بالبث والبث المتعدد، لأن IS-IS يغمر جميع المعلومات المطلوبة في امتدادات SPB لـ IS-IS، مما يسمح بتثبيت اتصال البث الأحادي والبث المتعدد بالتوازي، دون الحاجة إلى عملية إشارة من المرحلة الثانية لتشغيلها على طوبولوجيا البث الأحادي المتقاربة لحساب وتثبيت أشجار البث المتعدد.

يوفر SPBM محاكاة لقطاع شبكة إيثرنت محلية شفافة. وهو يُنفذ شبكات VLAN مع أشجار بث متعدد النطاق، مما يعني عدم تجاهل حركة مرور البث، والبث الأحادي غير المعروف، والبث المتعدد عند الخروج، وهي ميزة شائعة في الأساليب التي تستخدم عددًا صغيرًا من الأشجار المشتركة، وبالتالي لا تتدهور الشبكة ببساطة مع زيادة حجمها مع ارتفاع نسبة الإطارات المهملة.

يُعادل هذا التطبيق في مجال الاتصالات تقديم خدمات VPN عبر الإيثرنت للمؤسسات عبر بنية تحتية مشتركة لشركات الاتصالات. وتتشابه السمات المطلوبة بشكل أساسي؛ الشفافية الكاملة لخدمات الإيثرنت الخاصة بالعملاء (سواءً كانت من نقطة إلى نقطة أو عبر الشبكة المحلية)، والعزل التام بين حركة مرور عميل واحد وحركة مرور جميع العملاء الآخرين.

من النتائج الأخرى لشفافية بروتوكول SPBM في كلٍ من مستوى البيانات ومستوى التحكم، أنه يوفر مجموعة خدمات MEF 6.1 . كما يزود مزود الخدمة بالأدوات اللازمة لدعم الربط الخلفي للنطاق العريض ذي التكرار الجغرافي؛ ففي هذه التطبيقات، يجب ربط العديد من أجهزة DSLAM أو غيرها من معدات الوصول بمواقع متعددة لخوادم الوصول عن بُعد للنطاق العريض (BRAS)، مع ربط الجلسات بخادم BRAS وفقًا لما يحدده التطبيق. ومع ذلك، يجب منع أجهزة DSLAM من التواصل فيما بينها، لأن ذلك يُفقد مزودي الخدمة القدرة على التحكم في اتصال الند للند. يقوم بروتوكول MEF E-TREE بهذا تحديدًا، كما يوفر بنية بث متعدد فعالة لتوزيع خدمة IPTV .

يُقدّم بروتوكول SPBM نموذجين: نموذج مثالي لتكرار البث المتعدد، حيث تُنسخ الحزم فقط عند نقاط التفرع في شجرة أقصر مسار التي تربط الأعضاء، ونموذج تكرار الطرفية الأقل استهلاكًا لحالة البيانات، حيث تُرسل حزم البث الأحادي التسلسلي إلى جميع الأعضاء الآخرين على طول شجرة أقصر مسار أولًا. يُختار هذان النموذجان بتحديد خصائص الخدمة على الحافة، والتي تؤثر على قرارات عقدة العبور بشأن تثبيت حالة البث المتعدد. يسمح هذا بالموازنة بين نقاط تكرار العبور المثلى (مع تكاليف حالة البيانات الأعلى) وحالة البيانات الأساسية المُخفّضة (ولكن مع حركة مرور أكبر بكثير) لنموذج تكرار الطرفية. قد تختلف هذه الاختيارات لأعضاء مختلفين من نفس مُعرّف الخدمة الفردي (I-SID)، مما يسمح بإجراء مفاضلات مختلفة لأعضاء مختلفين.

يوضح الشكل 5 أدناه طريقة سريعة لفهم آلية عمل SPBM على مستوى الشبكة بأكملها. يُبين الشكل 5 كيفية إنشاء شبكة E-LAN ​​مكونة من 7 أعضاء انطلاقًا من معلومات عضوية الحافة والحساب الموزع الحتمي لأشجار كل مصدر وكل خدمة مع تكرار العبور. لم يُعرض تكرار الطرفية لأنه بسيط للغاية، إذ يستخدم ببساطة جداول توجيه البيانات أحادية البث الموجودة لإعادة توجيه النسخ بشكل تسلسلي إلى أجهزة الاستقبال الأخرى المعروفة.

العمليات والإدارة

يعتمد معيار 802.1aq على جميع عمليات إدارة وتشغيل وصيانة الإيثرنت الحالية . ولأن هذا المعيار يضمن أن تتبع حزم البيانات أحادية البث ومتعددة البث لشبكة محلية افتراضية (VLAN) معينة نفس المسار الأمامي والعكسي، وتستخدم تغليف 802 القياسي بالكامل، فإن جميع طرق معياري IEEE 802.1ag و Y.1731 [ 27 ] تعمل دون تغيير على شبكة 802.1aq.

مستوى عالٍ

يُعدّ معيار 802.1aq مستوى التحكم في حالة ارتباط إيثرنت المعتمد من قِبل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) لجميع شبكات VLAN المشمولة في معيار IEEE 802.1Q. [ 28 ] يوفر مُعرّف شبكة المنطقة المحلية الافتراضية (VLAN ID) أو مُعرّف جسر أقصر مسار (SPBV) إمكانيةً متوافقةً مع تقنيات الشجرة الممتدة . يوفر SPBM قيمًا إضافيةً تستخدم إمكانيات جسر العمود الفقري للمزود (PBB). يجمع SPB (المصطلح العام لكليهما) مسار بيانات إيثرنت (إما IEEE 802.1Q في حالة SPBV، أو PBBs لكل IEEE 802.1ah في حالة SPBM) مع بروتوكول التحكم في حالة ارتباط IS-IS الذي يعمل بين جسور أقصر مسار ( روابط واجهة الشبكة إلى الشبكة (NNI)). يُستخدم بروتوكول حالة الارتباط لاكتشاف بنية الشبكة والإعلان عنها، وحساب نقاط SPT من جميع الجسور في منطقة SPT.

في بروتوكول SPBM، يتم توزيع عناوين MAC الأساسية (B-MAC) للعقد المشاركة، بالإضافة إلى معلومات عضوية الخدمة للواجهات المتصلة بالأجهزة غير المشاركة ( منافذ واجهة المستخدم-الشبكة (UNI)). ثم تُدخل بيانات الطوبولوجيا إلى محرك حسابي، يقوم بحساب أشجار أقصر مسار متناظرة بناءً على أقل تكلفة من كل عقدة مشاركة إلى جميع العقد المشاركة الأخرى. في بروتوكول SPBV، توفر هذه الأشجار شجرة أقصر مسار حيث يمكن معرفة عنوان MAC الفردي وتوزيع عضوية عنوان المجموعة . في بروتوكول SPBM، تُستخدم أشجار أقصر مسار لملء جداول التوجيه لعناوين B-MAC الفردية لكل عقدة مشاركة ولعناوين المجموعات؛ أشجار البث المتعدد للمجموعات هي أشجار فرعية من شجرة أقصر مسار الافتراضية المُشكّلة من خلال اقتران (المصدر، المجموعة). اعتمادًا على الطوبولوجيا، توجد عدة أشجار مسارات متعددة متساوية التكلفة، ويدعم بروتوكول SPB خوارزميات متعددة لكل مثيل IS-IS.

في بروتوكول SPB، كما هو الحال في البروتوكولات الأخرى القائمة على حالة الارتباط، تُجرى العمليات الحسابية بطريقة موزعة. يقوم كل عقد بحساب سلوك التوجيه المتوافق مع الإيثرنت بشكل مستقل، استنادًا إلى رؤية مشتركة متزامنة عادةً للشبكة ومنافذ UNI. تُملأ جداول قاعدة بيانات تصفية الإيثرنت (أو التوجيه) محليًا لتنفيذ جزءها من سلوك توجيه الشبكة بشكل مستقل وحتمي.

ينتج عن نوعي مسار البيانات المختلفين نسختان مختلفتان قليلاً من هذا البروتوكول. إحداهما (SPBM) مُصممة للاستخدام عند الرغبة في عزل كامل للعديد من شبكات LAN الخاصة بالعملاء وعناوين MAC المرتبطة بها، ولذلك فهي تستخدم تغليفًا كاملاً (MAC-in-MAC، المعروف أيضًا باسم IEEE 802.1ah). أما الأخرى (SPBV) فهي مُصممة للاستخدام عند عدم الحاجة إلى عزل عناوين MAC الخاصة بأجهزة العملاء، حيث تعيد استخدام علامة VLAN الموجودة فقط على روابط NNI المشاركة. تاريخيًا، ظهرت SPBV أولًا، حيث صُمم المشروع في الأصل لمعالجة قابلية التوسع وتقارب بروتوكول MSTP .

مع تقدم عملية وضع مواصفات بروتوكول PBB، اتضح جليًا أن الاستفادة من كلٍ من مستوى بيانات PBB ومستوى التحكم في حالة الارتباط من شأنه أن يُوسع بشكل كبير من إمكانيات وتطبيقات الإيثرنت. وكان بروتوكول PLSB ( ربط حالة ارتباط الموفر ) مجرد اقتراح أولي قُدِّم إلى فريق عمل IEEE 802.1aq المعني بربط أقصر مسار، وذلك لتقديم مثال عملي على هذا النظام. ومع تقدم عملية توحيد معيار IEEE 802.1aq، استُبدلت بعض الآليات التفصيلية التي اقترحها بروتوكول PLSB بآليات وظيفية مكافئة، ولكن جميع المفاهيم الأساسية التي تضمنها PLSB نُقلت إلى المعيار.

أقصر مسار للجسر - فيديو

تتمثل إحدى الميزات الرئيسية لتقنية ربط أقصر مسار في قدرتها على استخدام بروتوكول IS-IS القائم على حالة الارتباط لتعلم بنية الشبكة. في هذه التقنية، تعتمد آلية تحديد الشجرة على استخدام مُعرّف VLAN لأقصر مسار (SPVID) مختلف لكل جسر مصدر. تُستخدم بنية IS-IS لتخصيص مُعرّفات SPVID فريدة، ولتمكين توجيه أقصر مسار للعناوين الفردية والجماعية. كانت تقنية SPB مُصممة في الأصل للشبكات الصغيرة ذات التكوين المنخفض، ثم تطورت لتصبح مشروعًا أكبر يشمل أحدث مستوى تحكم لمزود الخدمة لتقنية SPBV، ويُوحّد مفاهيم مستوى بيانات الإيثرنت.

يُحدد SPB منطقة أقصر مسار ، وهي حدود بنية أقصر مسار وبقية بنية VLAN، والتي قد تتكون من أي عدد من الجسور القديمة. يعمل SPB من خلال التعرف على الجسور التي تدعم SPB وتوسيع المنطقة لتشمل الجسور التي تدعم SPB والتي لها نفس مُعرّف VID الأساسي وملخص تكوين MSTID (تخصيص مُعرّفات VID لأغراض SPB).

يقوم بروتوكول SPBV بإنشاء أشجار أقصر المسارات التي تدعم منع الحلقات، ويدعم اختيارياً تخفيفها على SPVID. يسمح SPBV بتعلم عناوين MAC الخاصة بشبكة Ethernet، ولكنه قادر على توزيع عناوين البث المتعدد التي يمكن استخدامها لتقليم أشجار أقصر المسارات وفقًا لعضوية البث المتعدد، إما من خلال بروتوكول تسجيل عناوين MAC المتعددة (MMRP) أو مباشرةً باستخدام توزيع عضوية البث المتعدد عبر بروتوكول IS-IS.

يقوم بروتوكول SPBV ببناء أشجار أقصر المسارات، ولكنه يتكامل أيضًا مع الجسور القديمة التي تعمل ببروتوكول الشجرة الممتدة السريع ( RAP) وبروتوكول الشجرة الممتدة المتعددة (MSTP). يستخدم SPBV تقنيات من مناطق MSTP للتكامل مع المناطق غير المتوافقة مع بروتوكول الشجرة الممتدة، ويتصرف منطقيًا كجسر موزع كبير عند النظر إليه من خارج المنطقة.

يدعم بروتوكول SPBV أشجار أقصر المسارات، ولكنه يبني أيضًا شجرة امتداد تُحسب من قاعدة بيانات حالة الارتباط باستخدام معرّف VID الأساسي. هذا يعني أن SPBV يستطيع استخدام شجرة الامتداد التقليدية هذه لحساب شجرة الامتداد المشتركة والداخلية (CIST). تُعدّ CIST الشجرة الافتراضية المستخدمة للتوافق مع الجسور القديمة الأخرى، كما أنها تُستخدم كشجرة امتداد احتياطية في حال وجود مشاكل في تكوين SPBV.

صُممت بروتوكولات SPBV لإدارة عدد معتدل من الجسور. وتختلف SPBV عن SPBM في أنها تتعرف على عناوين MAC على جميع الجسور الواقعة على أقصر مسار، وتستخدم تقنية VLAN المشتركة نظرًا لاحتمالية ارتباط عناوين MAC الوجهة بمعرفات SPVID متعددة. وتتعرف SPBV على جميع عناوين MAC التي تعيد توجيهها، حتى خارج نطاق SPBV.

أقصر مسار للربط - ماك

تعتمد تقنية SPBM (ربط أقصر مسار MAC) على إعادة استخدام مستوى بيانات PBB، مما يُغني عن تعلّم جسور الشبكة الأساسية (BCB) لعناوين العملاء المُغلّفة. عند حافة الشبكة، يتم تعلّم عناوين C-MAC (عناوين العملاء). تُشبه SPBM إلى حد كبير تقنية PLSB (ربط حالة رابط الموفر)، حيث تستخدم نفس مستويات البيانات والتحكم، إلا أن تنسيق ومحتوى رسائل التحكم في PLSB غير متوافقين.

يتم تغليف إطارات MAC الفردية لحركة المرور أحادية البث من جهاز متصل بشبكة إيثرنت والتي يتم استقبالها على حافة SPBM في رأس PBB IEEE 802.1ah ثم تعبر شبكة IEEE 802.1aq دون تغيير حتى يتم تجريدها من التغليف عند خروجها مرة أخرى إلى الشبكة المتصلة غير المشاركة على الجانب البعيد من الشبكة المشاركة.

تُجري عناوين وجهة الإيثرنت (من الأجهزة المتصلة بمنفذ UNI) عملية التعلم عبر الشبكة المحلية المنطقية، ثم تُعاد توجيهها إلى عنوان B-MAC المناسب للوصول إلى وجهة الإيثرنت البعيدة. وبهذه الطريقة، لا يتم البحث عن عناوين MAC للإيثرنت في قلب شبكة IEEE 802.1aq. عند مقارنة SPBM بـ PBB، يكون السلوك مطابقًا تقريبًا لشبكة PBB IEEE 802.1ah. لا يُحدد PBB كيفية تعلم عناوين B-MAC، وقد يستخدم شجرة ممتدة للتحكم في B-VLAN. في SPBM، يكمن الاختلاف الرئيسي في أن عناوين B-MAC تُوزع أو تُحسب في مستوى التحكم، مما يُلغي عملية تعلم B-MAC في PBB. كما يضمن SPBM أن يكون المسار المُتبع هو أقصر مسار ممكن.

تتميز مسارات الإرسال والاستقبال العكسي المستخدمة لحركة البيانات أحادية البث ومتعددة البث في شبكة IEEE 802.1aq بالتناظر . يسمح هذا التناظر لبروتوكول إدارة استمرارية الأعطال (CFM) في IEEE 802.1ag بالعمل دون تغيير مع بروتوكولي SPBV وSPBM، كما أنه يتمتع بخصائص مرغوبة فيما يتعلق ببروتوكولات توزيع الوقت مثل بروتوكول التوقيت الدقيق (Precision Time Protocol ).

يتم إرسال حزم عناوين المجموعات والوجهات غير المعروفة بشكل أمثل إلى أعضاء خدمة الإيثرنت نفسها فقط. يدعم معيار IEEE 802.1aq إنشاء آلاف خدمات الإيثرنت المنطقية على شكل بنى E-LINE أو E-LAN ​​أو E-TREE، والتي تتشكل بين المنافذ المنطقية غير المشاركة في شبكة IEEE 802.1aq. تُغلّف حزم عناوين المجموعات هذه برأس PBB، الذي يشير إلى عنوان المصدر المشارك في عنوان الخدمة (SA)، بينما يشير عنوان الوجهة (DA) إلى عنوان المجموعة ذي الأهمية المحلية الذي يجب إعادة توجيه هذا الإطار عليه، وجسر المصدر الذي نشأ منه الإطار. تُنشأ جداول إعادة توجيه البث المتعدد في معيار IEEE 802.1aq بناءً على حسابات تُمكّن كل جسر يقع على أقصر مسار بين جسرين ينتميان إلى نفس مجموعة الخدمة من إنشاء حالة قاعدة بيانات إعادة التوجيه (FDB) المناسبة لإعادة توجيه أو نسخ الإطارات التي يستقبلها إلى أعضاء تلك المجموعة. ولأن حساب عنوان المجموعة يُنتج أشجار أقصر مسار، فلا توجد سوى نسخة واحدة من حزمة البث المتعدد على أي رابط. بما أن الجسور الموجودة على أقصر مسار بين المنافذ المنطقية المشاركة فقط هي التي تنشئ حالة FDB، فإن البث المتعدد يحقق استخدامًا فعالًا لموارد الشبكة.

تعمل عملية إعادة توجيه عناوين المجموعة بشكل مطابق تقريبًا لشبكة الإيثرنت التقليدية؛ حيث يتم البحث عن عنوان الوجهة الأساسي (B-DA) بالإضافة إلى مُعرّف شبكة VLAN الأساسية (B-VID) للعثور على مجموعة القفزات التالية للخروج. والفرق الوحيد مقارنةً بشبكة الإيثرنت التقليدية هو تعطيل التعلم العكسي لعناوين التحكم في الوصول إلى الوسائط (B-MAC) الخاصة بالجسر الأساسي المشارك، واستبداله بفحص الدخول والتجاهل (عند وصول الإطار إلى واجهة واردة من مصدر غير متوقع). ومع ذلك، يتم تطبيق التعلم على حواف شجرة البث المتعدد SPBM لتعلم العلاقة بين عنوان B-MAC وعنوان MAC من أجل تغليف الإطارات الفردية بشكل صحيح في الاتجاه المعاكس (عند وصول الحزم عبر الواجهة).

عند تطبيقها بشكل صحيح، يمكن لشبكة IEEE 802.1aq دعم ما يصل إلى 1000 جسر مشارك، وتوفير عشرات الآلاف من خدمات E-LAN ​​من الطبقة الثانية لأجهزة الإيثرنت. ويتم ذلك ببساطة عن طريق تهيئة المنافذ المتصلة بأجهزة الإيثرنت للإشارة إلى عضويتها في خدمة معينة. ومع انضمام أعضاء جدد أو مغادرتهم، يُعلن بروتوكول IS-IS عن تغييرات عضوية I-SID، وتُجري العمليات الحسابية توسيعًا أو تقليصًا لأشجار شبكة العقد المشاركة حسب الحاجة للحفاظ على خاصية البث المتعدد الفعالة لتلك الخدمة.

يتميز معيار IEEE 802.1aq بخاصية أن نقطة اتصال الخدمة فقط هي التي تحتاج إلى تهيئة عند إضافة أو إزالة نقطة اتصال جديدة. وسيتم توسيع أو حذف الأشجار الناتجة عن العمليات الحسابية تلقائيًا حسب الحاجة للحفاظ على الاتصال. في بعض التطبيقات الحالية، تُستخدم هذه الخاصية لإضافة أو إزالة نقاط الاتصال تلقائيًا (بدلاً من التهيئة) لتقنيات الاتصال المزدوج، مثل الشبكات الحلقية، وذلك للحفاظ على تدفق مثالي للبيانات بين بروتوكول حلقي غير مشارك وشبكة IEEE 802.1aq، عن طريق تفعيل نقطة اتصال ثانوية وتعطيل نقطة اتصال أساسية.

استعادة النظام في حالة الفشل

تعتمد عملية استعادة الخدمة في حالة الأعطال على بروتوكول IS-IS، حيث يتم الإعلان عن عطل الرابط وإجراء عمليات حسابية جديدة، مما ينتج عنه جداول FDB جديدة. ولأن بروتوكول IS-IS لا يعلن عن عناوين إيثرنت ولا يعرفها، فلا حاجة إلى إعادة تعلم من قبل نواة SPBM، كما أن عمليات التغليف التي تعلمتها لا تتأثر بعطل في عقدة عبور أو رابط.

يمكن تحسين اكتشاف أعطال الاتصال باستخدام بروتوكول فحص الاستمرارية (CCP) الخاص بمعيار IEEE 802.1ag، والذي يختبر حالة الاتصال ويبلغ عن أي عطل لبروتوكول IS-IS. يتيح ذلك اكتشاف الأعطال بشكل أسرع بكثير مما هو ممكن باستخدام آليات فقدان رسائل الترحيب في بروتوكول IS-IS.

يرث كل من بروتوكول SPBV وبروتوكول SPBM سرعة تقارب مستوى التحكم في حالة الارتباط. ومن السمات المميزة لبروتوكول SPBM قدرته على إعادة بناء أشجار البث المتعدد في وقت مماثل لتقارب البث الأحادي، لأنه يستبدل الإشارات بالحسابات. فعندما يُجري جسر SPBM الحسابات على قاعدة بيانات الطوبولوجيا، فإنه يعرف ما إذا كان على أقصر مسار بين جذر وواحد أو أكثر من أوراق شجرة البث الأحادي (SPT)، ويمكنه تثبيت الحالة وفقًا لذلك. ولا يعتمد التقارب على الاكتشاف التدريجي لموقع الجسر على شجرة البث المتعدد باستخدام معاملات إشارات منفصلة. ومع ذلك، لا يعمل بروتوكول SPBM على عقدة ما بشكل مستقل تمامًا عن نظرائه، بل يفرض اتفاقًا على طوبولوجيا الشبكة الحالية مع نظرائه. تستخدم هذه الآلية الفعالة للغاية تبادل ملخص واحد لحالة الارتباط يغطي رؤية الشبكة بأكملها، ولا تتطلب اتفاقًا على كل مسار إلى كل جذر على حدة. والنتيجة هي أن حجم الرسائل المتبادلة لتقارب الشبكة يتناسب مع التغيير التدريجي في الطوبولوجيا وليس مع عدد أشجار البث المتعدد في الشبكة. يتم الإبلاغ عن حدث ربط بسيط قد يُغير العديد من الأشجار عن طريق الإشارة إلى حدث الربط فقط؛ ويتم بناء الشجرة الناتجة عن طريق حساب محلي في كل عقدة. إضافة نقطة وصول خدمة واحدة إلى مثيل خدمة لا تتطلب سوى الإعلان عن مُعرّف الخدمة (I-SID)، بغض النظر عن عدد الأشجار. وبالمثل، فإن إزالة جسر، والتي قد تتطلب إعادة بناء مئات أو آلاف الأشجار، لا تتطلب سوى بضعة تحديثات لحالة الربط.

في بيئة تجميع روابط متعددة الهياكل ، تظهر هياكل المحولات المتعددة كمحول واحد لمستوى تحكم SPB، وتظهر الروابط المتعددة بين أزواج الهياكل كرابط مجمع. في هذا السياق، لا يكتشف مستوى التحكم عطل رابط أو عقدة واحدة، ويتم التعامل معه محليًا، مما قد يؤدي إلى  أوقات استعادة أقل من 50 مللي ثانية.

الرسوم المتحركة

تساعد ثلاث صور GIF متحركة في هذا القسم على توضيح سلوك 802.1aq.

تُظهر الصورة المتحركة الأولى، الموضحة في الشكل 5، مسار التوجيه في شبكة مكونة من 66 عقدة، حيث أنشأنا شبكة E-LAN ​​مكونة من 7 أعضاء باستخدام بروتوكول ISID 100. في هذا المثال، نعرض شجرة التكلفة المتساوية (ECT) المُنشأة من كل عضو للوصول إلى جميع الأعضاء الآخرين. نستعرض كل عضو على حدة لعرض المجموعة الكاملة من الأشجار المُنشأة لهذه الخدمة. نتوقف عند نقطة معينة لإظهار تناظر التوجيه بين عقدتين، ونؤكد ذلك بخط أحمر. في كل حالة، يتم تمييز مصدر الشجرة بحرف V صغير بنفسجي.

يُظهر الشكل 6 ثاني هذه الصور المتحركة بصيغة GIF، حيث يعرض 8 مسارات ECT في نفس الشبكة المكونة من 66 عقدة كما في الشكل 4. في كل إطار متحرك لاحق، يُستخدم المصدر نفسه (باللون الأرجواني) ولكن تظهر وجهة مختلفة (باللون الأصفر). في كل إطار، تُعرض جميع أقصر المسارات متراكبة بين المصدر والوجهة. عندما يمر أقصر مسارين عبر نفس القفزة، يزداد سُمك الخطوط المرسومة. بالإضافة إلى شبكة الـ 66 عقدة، تُعرض أيضًا شبكة صغيرة متعددة المستويات على غرار مراكز البيانات، مع مصادر ووجهات داخل الخوادم (في الأسفل) ومن الخوادم إلى طبقة الموجه في الأعلى. يُساعد هذا العرض المتحرك على إظهار تنوع مسارات ECT المُنتجة.

يوضح آخر هذه الصور المتحركة بصيغة GIF، الموضحة في الشكل 7، مسارات ECT من المصدر إلى الوجهة باستخدام جميع الخوارزميات القياسية الـ 16 المحددة حاليًا.

تفاصيل

تكلفة متساوية لأشجار متعددة

يتم تحديد ستة عشر مسارًا متعدد الأشجار متساوي التكلفة (ECMT) مبدئيًا؛ ومع ذلك، توجد احتمالات أخرى كثيرة. يُعدّ استخدام ECMT في شبكة IEEE 802.1aq أكثر قابلية للتنبؤ منه في بروتوكول الإنترنت (IP) أو تبديل الملصقات متعدد البروتوكولات (MPLS) نظرًا للتناظر بين المسارين الأمامي والعكسي. ولذلك، فإن اختيار مسار ECMT المُستخدم هو قرار يُحدده المشغل في المحطة الرئيسية، بينما يكون قرارًا محليًا أو قرارًا يعتمد على التجزئة في IP/MPLS.

يستخدم معيار IEEE 802.1aq، عند مواجهة خيار بين مسارين متساويين في تكلفة الربط، المنطق التالي لخوارزمية كسر التعادل ECMT الأولى: أولًا، إذا كان أحد المسارين أقصر من الآخر من حيث عدد القفزات، يُختار المسار الأقصر؛ وإلا، يُختار المسار ذو مُعرّف الجسر الأدنى (أولوية الجسر مُدمجة مع مُعرّف نظام IS-IS). تُنشأ خوارزميات ECMT الأخرى ببساطة باستخدام التباديل المعروفة لأولوية الجسر ومُعرّفات النظام. على سبيل المثال، تستخدم خوارزمية ECMT الثانية المُعرّفة المسار ذي الحد الأدنى من معكوس مُعرّف الجسر، ويمكن اعتبارها اختيار المسار ذي مُعرّف العقدة الأعلى. بالنسبة لـ SPBM، يُمثّل كل تبديل مُعرّف جسر (B-VID) مُختلف. يُحدد الحد الأقصى لعدد تبديلات المسارات المتعددة بعدد معرّفات B-VID المُخصصة لعملية 802.1aq، بحد أقصى 4094، مع العلم أن عدد تبديلات المسارات المفيدة لا يتطلب سوى جزء صغير من مساحة B-VID المتاحة. تم تعريف أربعة عشر خوارزمية ECMT إضافية بأقنعة بت مختلفة تُطبق على معرّفات الجسر. وبما أن معرّف الجسر يتضمن حقل أولوية، فمن الممكن تعديل سلوك ECMT بتغيير قيمة BridgePriority.

يتم تخصيص خدمة ما لـ ECMT B-VID محدد على حافة الشبكة من خلال التكوين. ونتيجة لذلك، تُغلّف الحزم غير المشاركة المرتبطة بتلك الخدمة باستخدام VID المرتبط بمسار ECMT المطلوب من البداية إلى النهاية. وبالتالي، ستستخدم جميع حركة مرور العناوين الفردية والجماعية المرتبطة بهذه الخدمة ECMT B-VID المناسب، وسيتم نقلها بشكل متناظر من البداية إلى النهاية على المسار المتعدد ذي التكلفة المتساوية. في الأساس، يقرر المشغل الخدمات التي تُمرر عبر مسارات ECMT، على عكس حلول التجزئة المستخدمة في أنظمة أخرى، مثل IP/MPLS. يمكن للأشجار دعم التجزئة المرتبطة بمجموعات تجميع الروابط (LAG) ضمن جزء فرعي من الشجرة.

يُتيح هذا السلوك المتناظر والشامل لبروتوكول ECMT لمعيار IEEE 802.1aq إمكانية التنبؤ بسلوكه، كما يُمكن لأدوات الهندسة غير المتصلة بالإنترنت نمذجة تدفقات البيانات. يُعد هذا السلوك مفيدًا أيضًا للشبكات التي تُعد فيها قياسات زمن التأخير أحادي الاتجاه مهمة، حيث يُمكن حساب زمن التأخير أحادي الاتجاه بنصف زمن التأخير ذهابًا وإيابًا. وتُستخدم هذه الحسابات في بروتوكولات توزيع الوقت مثل IEEE 1588 .

تُظهر الأشكال الثلاثة أعلاه [5، 6، 7] سلوك شجرة التكلفة المتساوية (ECT) ذات 8 و16 نقطة في بنى شبكية مختلفة. هذه الأشكال عبارة عن لقطات شاشة مُجمّعة من مُحاكي شبكة 802.1aq، وتُظهر المصدر باللون الأرجواني، والوجهة باللون الأصفر، ثم جميع أقصر المسارات المحسوبة والمتاحة باللون الوردي. كلما كان الخط أكثر سُمكًا، زاد عدد أقصر المسارات التي تستخدم هذا الرابط. تُظهر الرسوم المتحركة ثلاث شبكات مختلفة ومجموعة متنوعة من أزواج المصدر والوجهة، والتي تتغير باستمرار لتسهيل تصور ما يحدث.

يمكن توسيع خوارزميات شجرة التكلفة المتساوية (ECT) بشكل كبير باستخدام بيانات OPAQUE، مما يسمح بتوسيعها لتتجاوز الخوارزميات الأساسية الستة عشر بشكل شبه لانهائي. ومن المتوقع أن تُنتج جهات وضع المعايير أو الموردين الآخرين تنويعات على الخوارزميات المُعرّفة حاليًا، مع سلوكيات مُلائمة لأنماط الشبكات المختلفة. كما يُتوقع تعريف العديد من نماذج الأشجار المشتركة، بالإضافة إلى سلوكيات مسارات متعددة متساوية التكلفة تعتمد على التجزئة خطوة بخطوة (ECMP)، وكلها مُعرّفة بواسطة مُعرّف افتراضي (VID) وخوارزمية يتفق كل عقدة على تشغيلها.

مهندس مرور

لا يقوم معيار 802.1aq بتوزيع حركة البيانات على أساس كل قفزة على حدة. بدلاً من ذلك، يسمح هذا المعيار بتخصيص مُعرّف خدمة (ISID) لمُعرّف شبكة محلية ظاهرية (VID) على حافة الشبكة. يتوافق مُعرّف الشبكة المحلية الظاهرية (VID) مع مجموعة واحدة فقط من مجموعات عُقد أقصر مسار مُمكنة في الشبكة، ولن يحيد عن هذا المسار. إذا كان هناك حوالي عشرة مسارات أقصر بين عُقد مختلفة، فمن الممكن تخصيص خدمات مختلفة لمسارات مختلفة، مع ضمان أن حركة البيانات لخدمة مُعينة ستتبع المسار المُحدد بدقة. بهذه الطريقة، يُمكن بسهولة توجيه حركة البيانات إلى أقصر مسار مطلوب. في حال ازدحام أحد المسارات، يُمكن نقل بعض الخدمات من هذا المسار الأقصر عن طريق إعادة تخصيص مُعرّف الخدمة (ISID) لتلك الخدمات إلى مُعرّف شبكة محلية ظاهرية (VID) آخر أقل ازدحامًا على حواف الشبكة.

إن الطبيعة الحتمية للتوجيه تبسط التنبؤ والحساب والتجريب غير المتصل بالإنترنت مع تحميل الشبكة لأن المسارات الفعلية لا تعتمد على محتويات رؤوس الحزم باستثناء VID.

الشكل 4 تخصيص أقصر مسار متساوي التكلفة للخدمات 

يوضح الشكل 4 أربعة مسارات مختلفة متساوية التكلفة بين العقدتين 7 و5. يمكن للمشغل تحقيق توازن جيد نسبيًا في حركة البيانات عبر القطع بين العقدتين [0 و2] و[1 و3] عن طريق تخصيص الخدمات في العقدتين 7 و5 لأحد معرّفات VID الأربعة المطلوبة. من المرجح أن يسمح استخدام أكثر من 4 مسارات شجرة متساوية التكلفة (ECT) في الشبكة باستخدام جميع هذه المسارات الأربعة. ويمكن أيضًا تحقيق التوازن بين العقدتين 6 و4 بطريقة مماثلة.

في حال عدم رغبة المشغل في تخصيص الخدمات يدويًا لأقصر المسارات، يُمكن لمورّد المحوّل بسهولة السماح بحساب تجزئة بسيطة لمعرّف الخدمة (ISID) لأحد معرّفات الخدمة الافتراضية (VIDs) المتاحة، مما يُتيح توزيعًا غير مُصمّم مسبقًا. على سبيل المثال، يُمكن استخدام باقي قسمة معرّف الخدمة (ISID) على عدد معرّفات الخدمة الافتراضية (ECT-VIDs) لتحديد معرّف الخدمة الافتراضي النسبي المُستخدم.

في حال عدم كفاية تنوع مسارات ECT، يمكن للمشغل تعديل مدخلات خوارزميات ECT الموزعة لتطبيق الجذب أو التنافر من عقدة معينة عن طريق تعديل أولوية الجسر لتلك العقدة. يمكن تجربة ذلك باستخدام أدوات غير متصلة بالإنترنت حتى يتم الحصول على المسارات المطلوبة، وعندها يمكن تطبيق الانحياز على الشبكة الفعلية، ثم نقل معرفات ISID إلى المسارات الناتجة.

تُظهر الرسوم المتحركة في الشكل 6 التنوع المتاح لهندسة حركة المرور في شبكة مكونة من 66 عقدة. في هذا الرسم المتحرك، تتوفر 8 مسارات ECT من كل مصدر مُحدد إلى الوجهة، وبالتالي يمكن تخصيص الخدمات لـ 8 مجموعات مختلفة بناءً على VID. على سبيل المثال، يمكن أن يكون أحد هذه التخصيصات الأولية في الشكل 6 هو (ISID modulo 8)، مع إجراء تعديلات لاحقة حسب الحاجة.

مثال

الشكل 1 أمثلة على العقد والروابط ومؤشرات الواجهة 

سنتناول سلوك SPBM من خلال مثال صغير، مع التركيز على أشجار أقصر مسار للإرسال الأحادي والإرسال المتعدد.

تتكون الشبكة الموضحة في الشكل 1 من 8 عقد مشاركة مرقمة من 0 إلى 7. هذه العقد عبارة عن محولات أو موجهات تعمل ببروتوكول IEEE 802.1aq. لكل عقدة من العقد الثماني المشاركة عدد من الجوارات مرقمة من 1 إلى 5. من المرجح أن تتوافق هذه الجوارات مع مؤشرات الواجهات، أو ربما أرقام المنافذ. بما أن بروتوكول 802.1aq لا يدعم الواجهات المتوازية، فإن كل واجهة تتوافق مع جوار. أرقام مؤشرات المنافذ والواجهات محلية، وهي معروضة لأن ناتج العمليات الحسابية ينتج مؤشر واجهة (في حالة البث الأحادي) أو مجموعة من مؤشرات الواجهات (في حالة البث المتعدد)، والتي تُعد جزءًا من قاعدة معلومات التوجيه (FIB) إلى جانب عنوان MAC الوجهة ومعرف VID للشبكة الأساسية.

تحتوي الشبكة على نواة داخلية متشابكة بالكامل من أربع عقد (0..3) ثم أربع عقد خارجية (4، 5، 6 و7)، كل منها متصل بشكل مزدوج بزوج من عقد النواة الداخلية.

عادةً، عند وصول العُقد من المصنع، يكون لكل منها عنوان MAC مُخصص، والذي يُصبح مُعرّفًا لها. ولكن لأغراض هذا المثال، سنفترض أن عناوين MAC للعُقد تأتي على شكل 00:00:00:00:N:00، حيث N هو مُعرّف العقدة (من 0 إلى 7) كما هو موضح في الشكل 1. وبالتالي، فإن عنوان MAC للعقدة 2 هو 00:00:00:00:02:00. وترتبط العقدة 2 بالعقدة 7 (00:00:00:00:07:00) عبر واجهة /5 الخاصة بها.

يعمل بروتوكول IS-IS على جميع الروابط الموضحة لأنها تربط بين العقد المشاركة. يتضمن بروتوكول IS-IS hello بعض الإضافات الخاصة بمعيار 802.1aq، بما في ذلك معلومات حول معرّفات الشبكة الافتراضية الأساسية (VIDs) التي سيستخدمها البروتوكول. سنفترض أن المشغل قد اختار استخدام معرّفات الشبكة الافتراضية الأساسية 101 و102 لهذه النسخة من معيار 802.1aq على هذه الشبكة.

ستستخدم العقدة عنوان MAC الخاص بها كمعرف نظام IS-IS، وستنضم إلى مستوى IS-IS واحد، وستتبادل حزم حالة الارتباط (LSPs في مصطلحات IS-IS). تحتوي حزم LSPs على معلومات العقدة ومعلومات الارتباط، بحيث تتعرف كل عقدة على بنية الشبكة بالكامل. ولأننا لم نحدد أي أوزان للارتباطات في هذا المثال، سيختار بروتوكول IS-IS مقياس ارتباط افتراضيًا لجميع الارتباطات؛ وبالتالي، سيكون التوجيه بأقل عدد من القفزات.

بعد اكتشاف الطوبولوجيا، تتمثل الخطوة التالية في الحساب الموزع لمسارات البث الأحادي لكل من معرفات ECMP الافتراضية وتعبئة جداول توجيه البث الأحادي (FIBs).

الشكل 2 مساران لبروتوكول ECMP بين العقدتين 7 و 5 

لنفترض المسار من العقدة 7 إلى العقدة 5: توجد عدة مسارات متساوية التكلفة. يحدد معيار 802.1aq كيفية اختيار مسارين منها: الأول يُسمى مسار معرف المسار المنخفض. وهو المسار الذي يحتوي على أقل معرف عقدة. في هذه الحالة، مسار معرف المسار المنخفض هو المسار 7->0->1->5 (كما هو موضح باللون الأحمر في الشكل 2). لذلك، ستنشئ كل عقدة على هذا المسار مدخل توجيه نحو عنوان MAC الخاص بالعقدة 5 باستخدام أول معرف عقدة متطابقة (ECMP VID) وهو 101. في المقابل، يحدد معيار 802.1aq خوارزمية ثانية لكسر التعادل في ECMP تُسمى مسار معرف المسار العالي. وهو المسار الذي يحتوي على أعلى معرف عقدة، وفي المثال هو المسار 7->2->3->5 (كما هو موضح باللون الأزرق في الشكل 2).

وبالتالي، سيكون للعقدة 7 مؤشر FIB الذي يشير، من بين أمور أخرى، إلى ما يلي:

  • MAC 00:00:00:05:00 / vid 101 القفزة التالية هي interface/1.
  • MAC 00:00:00:05:00 / vid 102 القفزة التالية هي interface/2.

سيكون للعقدة 5 عكس ذلك تمامًا في مؤشر FIB الخاص بها:

  • MAC 00:00:00:07:00 / vid 101 القفزة التالية هي interface/1.
  • MAC 00:00:00:07:00 / vid 102 القفزة التالية هي interface/2.

ستنتج العقد الوسيطة أيضًا نتائج متسقة، لذلك، على سبيل المثال، ستحتوي العقدة 1 على الإدخالات التالية.

  • MAC 00:00:00:07:00 / vid 101 القفزة التالية هي interface/5.
  • MAC 00:00:00:07:00 / vid 102 القفزة التالية هي interface/4.
  • MAC 00:00:00:05:00 / vid 101 القفزة التالية هي interface/2.
  • MAC 00:00:00:05:00 / vid 102 القفزة التالية هي interface/2.

وستحتوي العقدة 2 على المدخلات التالية:

  • MAC 00:00:00:05:00 / vid 101 القفزة التالية هي interface/2.
  • MAC 00:00:00:05:00 / vid 102 القفزة التالية هي interface/3.
  • MAC 00:00:00:07:00 / vid 101 القفزة التالية هي interface/5.
  • MAC 00:00:00:07:00 / vid 102 القفزة التالية هي interface/5.

إذا كان لدينا جهاز غير مشارك متصل بالعقدة 7 ويتواصل مع جهاز غير مشارك آخر في العقدة 5 (على سبيل المثال، الجهاز A يتواصل مع الجهاز C في الشكل 3)، فسيتواصلان عبر أحد أقصر المسارات باستخدام إطار مُغلّف بتقنية MAC-in-MAC. سيُظهر رأس MAC على أي من روابط NNI عنوان مصدر خارجي 00:00:00:70:00، وعنوان وجهة خارجي 00:00:00:50:00، وBVID إما 101 أو 102، وذلك حسب القيمة المختارة لهذه المجموعة من المنافذ/معرفات الأجهزة غير المشاركة. بمجرد إدراج رأس الحزمة في العقدة 7 عند استلامها من العقدة A، لن يتغير على أي من الروابط حتى يعود إلى الجهاز C غير المشارك في العقدة 5. ستقوم جميع الأجهزة المشاركة بإجراء بحث بسيط باستخدام DA+VID لتحديد واجهة الإرسال، وستتحقق أيضًا من أن واجهة الاستقبال هي القفزة التالية الصحيحة لـ SA+VID الخاص بالحزمة. لا يتم التعرف على عناوين العقد المشاركة 00:00:00:00:00:00 ... 00:00:00:07:00، ولكن يتم الإعلان عنها بواسطة بروتوكول IS-IS كمعرف النظام (SysId) للعقدة.

لا يمكن توجيه الإرسال الأحادي إلى عنوان عميل غير مشارك (مثل A، B، C، D من الشكل 3) إلا إذا كانت العقدة المشاركة في القفزة الأولى (مثل 7) قادرة على معرفة أي عقدة مشاركة في القفزة الأخيرة (مثل 5) متصلة بالعقدة غير المشاركة المطلوبة (مثل C). ولأن هذه المعلومات غير معلنة في معيار IEEE 802.1aq، يجب تعلمها. آلية التعلم مطابقة لآلية معيار IEEE 802.1ah . باختصار، إذا لم يكن عنوان التوجيه الأحادي الخارجي (MAC) معروفًا، يُستبدل بعنوان توجيه متعدد البث (multicast DA)، وعند استلام استجابة، يُخبرنا عنوان الأمان (SA) لتلك الاستجابة بعنوان التوجيه الذي يجب استخدامه للوصول إلى العقدة غير المشاركة التي أرسلت الاستجابة. على سبيل المثال، تعلم العقدة 7 أن العقدة 5 تصل إلى C.

الشكل 3 البث المتعدد لكل مصدر ولكل خدمة لشبكة E-LAN 

بما أننا نرغب في تجميع/تحديد نطاق مجموعات المنافذ غير المشاركة في خدمات ومنعها من البث المتعدد فيما بينها، فإن معيار IEEE 802.1aq يوفر آلية لإعادة توجيه البث المتعدد لكل مصدر ولكل خدمة، ويحدد تنسيقًا خاصًا لعنوان وجهة البث المتعدد لتحقيق ذلك. ولأن عنوان البث المتعدد يجب أن يُعرّف الشجرة بشكل فريد، ولأن هناك شجرة لكل مصدر لكل خدمة فريدة، فإن عنوان البث المتعدد يحتوي على مُكوّنين: مُكوّن الخدمة في أول 24 بت، ومُعرّف فريد على مستوى الشبكة في آخر 22 بت. ولأن هذا عنوان بث متعدد، فإن بت البث المتعدد مُفعّل، ولأننا لا نستخدم مساحة OUI القياسية لهذه العناوين المُصنّعة، فإن بت Local 'L' مُفعّل لتمييز هذه العناوين. في الشكل 3 أعلاه، يُمثّل هذا بـ DA=[7,O] حيث يُمثّل الرقم 7 الحزم الصادرة من العقدة 7، ويُمثّل اللون O خدمة E-LAN ​​التي نُحدّد نطاقها.

قبل إنشاء توجيه البث المتعدد لخدمة ما، يجب إبلاغ العُقد التي تتصل منافذها بتلك الخدمة بأنها أعضاء فيها. على سبيل المثال، يتم إبلاغ العُقد 7 و4 و5 و6 بأنها أعضاء في الخدمة المحددة، كالخدمة 200 مثلاً، وأنه ينبغي عليها استخدام BVID 101. يُعلن نظام ISIS عن ذلك، ثم تُجري جميع العُقد عملية حساب SPBM لتحديد ما إذا كانت تُشارك كطرف رئيسي أو طرف فرعي، أو كنقطة ربط بين أطراف رئيسية وفرعية أخرى في الخدمة. بما أن العقدة 0 هي عقدة مزدوجة بين العقدتين 7 و5، فإنها تُنشئ مدخل توجيه للحزم من العقدة 7 في هذه الخدمة إلى العقدة 5. وبالمثل، بما أنها عقدة مزدوجة بين العقدتين 7 و4، فإنها تُنشئ حالة توجيه من العقدة 7 للحزم في هذه الخدمة إلى العقدة 4. ينتج عن ذلك مدخل بث متعدد حقيقي حيث يكون لجهاز DA/VID مخرجات على واجهتين، 1 و2. من ناحية أخرى، تقع العقدة 2 على أقصر مسار واحد فقط في هذه الخدمة، وتُنشئ مدخل توجيه واحد فقط من العقدة 7 إلى العقدة 6 للحزم في هذه الخدمة.

يوضح الشكل 3 خدمة E-LAN ​​واحدة فقط، وشجرة واحدة من أحد أعضائها؛ ومع ذلك، يمكن دعم أعداد كبيرة جدًا من خدمات E-LAN، بدءًا من عضوين وصولًا إلى كل عقدة في الشبكة، من خلال الإعلان عن العضوية، وحساب سلوكيات التزامن، وإنشاء عناوين البث المتعدد المعروفة، وتعبئة جداول توجيه البيانات (FIBs). العاملان المحددان الحقيقيان الوحيدان هما حجم جداول توجيه البيانات (FIBs) والقدرة الحاسوبية للأجهزة الفردية، وكلاهما ينمو سنويًا بوتيرة متسارعة.

ملاحظات التنفيذ

يأخذ معيار 802.1aq معلومات طوبولوجيا IS-IS معززة بمعلومات ربط الخدمة (I-SID)، ويقوم بسلسلة من العمليات الحسابية وينتج جدول توجيه (جدول تصفية) لإدخالات البث الأحادي والبث المتعدد.

تم تقديم امتدادات IS-IS التي تحمل المعلومات المطلوبة بواسطة 802.1aq في وثيقة isis-layer2 IETF المدرجة أدناه.

في تطبيق معيار 802.1aq، يتم أولاً تعديل رسائل الترحيب الخاصة ببروتوكول IS-IS لتضمين مُعرّف بروتوكول طبقة الشبكة (NLPID) بقيمة 0xC01 في نوع-طول-قيمة البروتوكولات المدعومة (TLV) (النوع 129)، وهو مُخصّص لمعيار 802.1aq. كما يجب أن تتضمن رسائل الترحيب مُعرّف سلسلة الخدمة (MSTID) (الذي يُحدد غرض كل مُعرّف ظاهري VID)، وأخيرًا، يجب ربط كل سلوك ECMT بمُعرّف ظاهري VID وتبادله في رسائل الترحيب. عادةً ما تعمل رسائل الترحيب بدون علامات. تجدر الإشارة إلى أن مُعرّف بروتوكول طبقة الشبكة (NLPID) الخاص ببروتوكول الإنترنت (IP) ليس شرطًا لتكوين اتصال تجاور في معيار 802.1aq، ولكنه لن يمنع حدوث اتصال تجاور في حال وجوده.

تُخصَّص للروابط مقاييس خاصة بمعيار 802.1aq، تنتقل ضمن نطاق TLV (نوع، طول، قيمة) خاص بها، وهو مطابق تقريبًا لمقاييس روابط IP. وتستخدم الحسابات دائمًا القيمة القصوى من بين مقياسي الروابط أحادية الاتجاه لضمان أوزان مسارات متناظرة.

يُخصَّص للعقدة عنوان MAC لتعريفها عالميًا، ويُستخدم هذا العنوان لتكوين مُعرِّف نظام IS-IS. عادةً ما يُستخدم عنوان MAC الخاص بالصندوق لهذا الغرض. لا يستخدم معيار 802.1aq مُعرِّف المنطقة (Area-Id) بشكل مباشر، ولكن من المفترض أن يكون متطابقًا للعقد الموجودة في نفس شبكة 802.1aq. لا يدعم المعيار حاليًا مناطق/مستويات متعددة.

يُخصَّص للعقدة مُعرِّف SPSourceID، وهو مُعرِّف فريد على مستوى الشبكة يتكون من 20 بت. غالبًا ما يكون هذا المُعرِّف هو أول 20 بت من مُعرِّف النظام SYSID (إذا كان فريدًا)، أو يُمكن التفاوض عليه ديناميكيًا أو تكوينه يدويًا.

ثم يتم الإعلان عن تعيينات SPSourceID و ECMT لـ B-VIDs في شبكة IS-IS في 802.1aq TLV الخاص بها.

تقتصر حسابات 802.1aq على الروابط بين العقد التي لها وزن رابط 802.1aq والتي تدعم NLPID 0xC01. وكما ذُكر سابقًا، تُفرض أوزان الروابط لتكون متناظرة لأغراض الحساب عن طريق أخذ القيمة الصغرى لقيمتين مختلفتين.

عندما يتم تكوين خدمة ما في شكل تعيين I-SID لسلوك ECMT، يتم بعد ذلك الإعلان عن I-SID جنبًا إلى جنب مع سلوك ECMT المطلوب وإشارة إلى خصائص الإرسال والاستقبال الخاصة به (يتم استخدام TLV جديد لهذا الغرض بالطبع).

عندما تتلقى عقدة 802.1aq تحديثًا من بروتوكول IS-IS، فإنها تحسب أقصر مسار فريد إلى جميع عقد IS-IS الأخرى التي تدعم 802.1aq. سيكون هناك مسار واحد فريد (متناظر) أقصر لكل سلوك ECMT. يرد أدناه شرح لآلية كسر التعادل المستخدمة لضمان هذا التفرد وسلوك ECMT.

سيتم ملء جدول توجيه الإرسال الأحادي (FDB/FIB) بناءً على حساب أقصر مسار أولي. سيكون هناك مدخل واحد لكل سلوك ECMT/B-VID مُنتَج.

يمكن تنفيذ عملية حساب البث المتعدد العابر (التي تُطبق فقط عند الرغبة في تكرار البيانات العابر، ولا تنطبق على الخدمات التي اختارت تكرار البيانات في نقطة البداية) بطرقٍ عديدة؛ ويجب توخي الحذر للحفاظ على كفاءتها، ولكن بشكل عام، يجب إجراء سلسلة من حسابات أقصر مسار. ويتمثل الشرط الأساسي في تحديد ما إذا كان المسار I هو أقصر مسار بين عقدتين، إحداهما تُرسل مُعرّف I-SID والأخرى تستقبله.

تبدو الشفرة الزائفة ذات الأداء الضعيف لهذه العملية الحسابية كالتالي:

لكل عقدة في الشبكة تُصدر على الأقل مُعرّف ISID واحد، قم بما يلي: SPF = حساب أقصر مسار للأشجار من العقدة لجميع ECMT B-VIDs. لكل سلوك ECMT، لكل جار للعقدة ، إذا كان الجار على مسار SPF باتجاه العقدة لهذا ECMT ، T = معرفات ISID المرسلة للعقدة متحدة مع جميع معرفات ISID المستقبلة معرفات ISID أسفلنا على SPF لكل معرف نظام معلوماتي (ISID) فيقم بما يلي: إنشاء/تعديل مدخل البث المتعدد حيث [ MAC-DA = NODE.SpsourceID:20||ISID:24||LocalBit:1||MulticastBit:1 B-VID = VID المرتبط بهذا ECMT منفذ الإخراج = واجهة إلى الجار المنفذ في = المنفذ المتجه نحو العقدة على SPF لهذا ECMT ]

يحسب الكود الزائف أعلاه عددًا أكبر بكثير من عمليات SPF مما هو ضروري في معظم الحالات، وهناك خوارزميات أفضل معروفة لتحديد ما إذا كانت عقدة ما تقع على أقصر مسار بين عقدتين أخريين. يُشار أدناه إلى ورقة بحثية عُرضت في مؤتمر IEEE، والتي تقدم خوارزمية أسرع بكثير تُقلل بشكل كبير من عدد التكرارات الخارجية المطلوبة.

بشكل عام، حتى الخوارزمية الشاملة المذكورة أعلاه قادرة على التعامل مع عدة مئات من العقد في بضع عشرات من المللي ثانية على  وحدات المعالجة المركزية الشائعة بسرعة 1 جيجاهرتز أو أعلى عند تصميمها بعناية.

بالنسبة لـ ISIDs التي اختارت النسخ المتماثل في الطرف الرئيسي، فإن الحساب بسيط ويتضمن ببساطة العثور على نقاط الاتصال الأخرى التي تستقبل ISID هذا وإنشاء جدول أحادي البث التسلسلي لتكراره إليها واحدة تلو الأخرى.

كسر التعادل

يجب أن يُنتج معيار 802.1aq مسارات أقصر متناظرة ومتطابقة في اتجاه الشبكة. وهذا يعني أنه لا يجب على أي عقدة حساب المسار نفسه ذهابًا وإيابًا فحسب، بل يجب على جميع العقد الأخرى في اتجاه الشبكة (وعكسها) على هذا المسار أن تُنتج النتيجة نفسها. يُعد هذا التطابق في اتجاه الشبكة نتيجةً لطبيعة توجيه البيانات خطوة بخطوة في الإيثرنت، حيث يُستخدم عنوان الوجهة ومعرّف الشبكة (VID) فقط لتحديد الخطوة التالية. من المهم مراعاة ذلك عند تصميم خوارزميات ECMT أخرى لمعيار 802.1aq، لأن هذا خطأ شائع. تبدأ العملية بأخذ مقاييس الارتباط أحادية الاتجاه التي يُعلن عنها بروتوكول ISIS لمعيار 802.1aq والتأكد من تناظرها. ويتم ذلك ببساطة عن طريق حساب الحد الأدنى للقيمتين عند كلا الطرفين قبل إجراء أي حسابات. مع ذلك، لا يضمن هذا وحده التناظر.

الشكل 7 كسر التعادل ومحددات المسار 

يصف معيار 802.1aq آلية تُسمى PATHID، وهي مُعرّف فريد على مستوى الشبكة لكل مسار. تُعدّ هذه طريقة منطقية مفيدة لفهم كيفية حسم التعادلات بشكل حتمي، ولكنها ليست الطريقة المُثلى لتطبيق مثل هذه الآلية عمليًا. يُعرَّف PATHID بأنه ببساطة تسلسل مُعرّفات النظام (SYSIDs) التي تُشكّل المسار (باستثناء نقاط النهاية)، مُرتبة. وبالتالي، يمتلك كل مسار في الشبكة مُعرّف PATHID فريدًا بغض النظر عن موقعه في الشبكة.

يختار معيار 802.1aq دائمًا أقصر مسار PATHID عند وجود خيار في حسابات أقصر مسار. وهذا يضمن أن تتخذ كل عقدة القرار نفسه.

على سبيل المثال، في الشكل 7 أعلاه، توجد أربعة مسارات متساوية التكلفة بين العقدة 7 والعقدة 5، كما هو موضح بالألوان الأزرق والأخضر والوردي والبني. معرّفات هذه المسارات هي كالتالي:

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

وبالتالي فإن أدنى قيمة لـ PATHID هي المسار البني {0,1}.

تتمتع خوارزمية PATHID المنخفضة هذه بخصائص مرغوبة للغاية. أولها أنه يمكن تنفيذها تدريجيًا بمجرد البحث عن أقل قيمة SYSID على طول المسار، وثانيها أنه من الممكن تنفيذها بكفاءة عالية من خلال تتبع مسارين متنافسين والبحث عن أقل قيمة SYSID بينهما.

تُعدّ خوارزمية PATHID المنخفضة أساس جميع عمليات كسر التعادل في معيار 802.1aq. ويعتمد ECMT أيضًا على خوارزمية PATHID المنخفضة، وذلك ببساطة عن طريق تزويده بتباديل مختلفة لمعرّف النظام (SYSID) - تبديل واحد لكل خوارزمية ECMT. وأبسط تبديل هو عكس معرّف النظام (SYSID) بالكامل عن طريق إجراء عملية XOR بينه وبين 0xfff... قبل البحث عن أصغر قيمة بين قيمتين. وتُعرف هذه الخوارزمية باسم PATHID العالية لأنها تختار منطقيًا المسار الأطول (PATHID) عند وجود خيارين متساويين في التكلفة.

في المثال الموضح في الشكل 7، يكون المسار ذو أعلى قيمة PATHID هو المسار الأزرق الذي تكون قيمة PATHID الخاصة به {2,3}. ببساطة، سيؤدي عكس جميع قيم SYSID وتشغيل خوارزمية PATHID المنخفضة إلى نفس النتيجة.

تستخدم خوارزميات ECMT الأربعة عشر الأخرى المحددة تباديل مختلفة لمعرف النظام (SYSID) عن طريق دمجه مع أقنعة بت مختلفة باستخدام عملية XOR، وهي مصممة لإنشاء توزيع جيد نسبيًا للبتات. ومن الواضح أن التباديل المختلفة ستؤدي إلى أن يكون المساران البنفسجي والأخضر هما الأقل أهمية تباعًا.

تتكون الأقنعة الـ 17 الفردية ذات 64 بت المستخدمة في خوارزمية ECT من نفس قيمة البايت مكررة ثماني مرات لملء كل قناع ذي 64 بت. وفيما يلي قيم البايت الـ 17:

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

تم حجز ECT-MASK[0] لخوارزمية الشجرة الممتدة الشائعة، بينما يقوم ECT-MASK[1] بإنشاء مجموعة Low PATHID لأشجار أقصر مسار أولاً، ويقوم ECT-MASK[2] بإنشاء مجموعة High PATHID لأشجار أقصر مسار، وتقوم الفهارس الأخرى بإنشاء تباديل متنوعة نسبيًا لأشجار أقصر مسار أولاً.

بالإضافة إلى ذلك، تسمح خوارزميات كسر التعادل في ECMT بدرجة معينة من التعديل أو الضبط اليدوي. ويتم ذلك بإضافة حقل BridgePriority إلى جانب SYSID، بحيث يصبح هذا المزيج، المسمى BridgeIdentifier، مدخلاً لخوارزمية ECT. ومن خلال تعديل BridgePriority بالزيادة أو النقصان، يمكن رفع أو خفض PATHID الخاص بمسار ما مقارنةً بالمسارات الأخرى، مما يوفر درجة كبيرة من المرونة في الضبط.

يوفر الوصف أعلاه طريقة سهلة الفهم لعرض كسر التعادل؛ ببساطة، يتراجع التنفيذ الفعلي من نقطة التفرع إلى نقطة الانضمام في مسارين متنافسين متساويين في التكلفة (عادةً أثناء حساب أقصر مسار Dijkstra ) ويختار المسار الذي يجتاز أقل قيمة (بعد الإخفاء) BridgePriority|SysId.

قابلية التشغيل البيني

أُجريت أولى اختبارات التوافق التشغيلي العامة لمعيار IEEE 802.1aq في أوتاوا في أكتوبر 2010. وقدم اثنان من الموردين تطبيقات SPBM، وتم اختبار ما مجموعه 5 محولات فعلية و32 محولًا محاكى للتحكم/البيانات والصيانة والتشغيل. [ 29 ]

عُقدت فعاليات أخرى في أوتاوا في يناير 2011 بمشاركة 5 موردين و6 تطبيقات، [ 30 ] وفي فعالية Interop لعام 2013 في لاس فيغاس حيث استُخدمت شبكة SPBM كبنية أساسية. [ 31 ] [ 32 ]

المنافسون

تم اقتراح كل من MC-LAG و VXLAN و QFabric ، ولكن يعتبر معيار IETF TRILL (الربط البيني الشفاف للعديد من الروابط) المنافس الرئيسي لمعيار IEEE 802.1aq، و: "يُعد تقييم المزايا النسبية والاختلاف بين مقترحي المعيارين موضوعًا مثيرًا للجدل حاليًا في صناعة الشبكات." [ 33 ]

عمليات النشر

تم توثيق اعتبارات النشر وأفضل ممارسات قابلية التشغيل البيني في وثيقة IETF بعنوان "اعتبارات نشر SPB" [ 34 ].

  • مؤتمر Interop لعام 2013 : عرض توضيحي لقادة الشبكات حول أقصر مسار للربط [ 35 ]
  • 2014 Interop : InteropNet Goes IPv6، ويتضمن جسر أقصر مسار [ 36 ]

بفضل استحواذها على أعمال وأصول شركة Avaya Networking، تُعدّ Extreme Networks حاليًا الشركة الرائدة في مجال نشر حلول SPB؛ حيث يتم تسويق تطبيقها المُحسّن والمُوسّع لتقنية SPB - بما في ذلك وظائف توجيه IP من الطبقة الثالثة ووظائف البث المتعدد IP - تحت اسم تقنية "Fabric Connect". إضافةً إلى ذلك، تدعم Extreme Networks مسودة IETF للإنترنت تُحدّد آلية لتوسيع خدمات SPB تلقائيًا إلى الأجهزة الطرفية عبر مُبدّلات إيثرنت التقليدية، وذلك بالاستفادة من بروتوكول اتصالات IEEE 802.1AB LLDP؛ وتتيح هذه الإمكانية - التي تُسوّق بتقنية " Fabric Attach " - إمكانية الربط التلقائي للأجهزة الطرفية، وتشمل التكوين الديناميكي لتعيينات VLAN/I-SID (VSN).[ 37 ] [ 38 ]

قامت شركة Avaya (التي استحوذت عليها Extreme Networks) بنشر حلول SPB/Fabric Connect للشركات العاملة في عدد من القطاعات الصناعية: [ 39 ]

  • التعليم ، ومن الأمثلة على ذلك: جامعة ليدز متروبوليتان، [ 40 ] جامعة ماكواير، [ 41 ] منطقة بيرلاند التعليمية المستقلة، [ 42 ] جامعة عجمان للعلوم والتكنولوجيا [ 43 ]
  • النقل ، تشمل الأمثلة: Schiphol Telematics، [ 44 ] Rheinbahn، [ 45 ] مكتب النقل بمدينة سينداي، [ 46 ] NSB [ 47 ]
  • الخدمات المصرفية والمالية ، ومن الأمثلة على ذلك: Fiducia، [ 48 ] Sparebanken Vest [ 49 ]
  • تشمل الأحداث الرئيسية ، على سبيل المثال: مؤتمر Interop لعامي 2013 و2014 (InteropNet Backbone)، [ 50 ] دورة الألعاب الأولمبية الشتوية في سوتشي 2014، [ 51 ] مركز دبي التجاري العالمي [ 52 ] [ 53 ]
  • تشمل أمثلة الرعاية الصحية : مستشفى جامعة أوسلو، [ 54 ] [ 55 ] مستشفى كونكورد، [ 56 ] التحالف الفرنسيسكاني، [ 57 ] مستشفى سيدني الأدفنتست [ 58 ]
  • التصنيع ، ومن الأمثلة على ذلك: حلول تكنولوجيا فوجيتسو [ 59 ]
  • وسائل الإعلام ، ومن الأمثلة على ذلك: شيبستد، [ 37 ] مدينهاوس لينسينغ، [ 60 ] تلفزيون سانليه الترفيهي [ 61 ]
  • الحكومة ، ومن الأمثلة على ذلك: مدينة شاطئ ريدوندو، [ 62 ] مدينة بريدا، [ 63 ] Bezirksamt Neukölln [ 64 ]

دعم المنتج

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. "ألكاتيل-لوسنت، أفايا، هواوي، سولانا، وسبيرنت تستعرض قابلية التشغيل البيني لتقنية الربط عبر أقصر مسار" . هواوي. 7 سبتمبر 2011. تاريخ الاسترجاع: 11 سبتمبر 2011 .
  2. لو، تشن؛ سوه، تشانغجين (3 مارس 2011). "بروتوكول محسّن لربط أقصر مسار لشبكة إيثرنت الأساسية". المؤتمر الدولي لشبكات المعلومات 2011 (ICOIN2011) . IEEE Xplore. ص 148-153 . doi : 10.1109/ICOIN.2011.5723169 . ISBN  978-1-61284-661-3ISSN 1976-7684 . S2CID 11193141 .​  
  3. "تقرير ملخص الاختبارات المعملية؛ تكوين مركز البيانات باستخدام SPB" (ملف PDF) . ميركوم. سبتمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 ديسمبر 2011 .
  4. شوانغ يو. "معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) يُقرّ معيار IEEE 802.1aq™ الجديد لربط أقصر مسار" . جمعية معايير IEEE. مؤرشف من الأصل في 14 مايو 2013. تم الاطلاع عليه في 19 يونيو 2012. باستخدام الجيل التالي من شبكة VLAN التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، والذي يُسمى مُعرّف واجهة الخدمة (I-SID)، فإنه قادر على دعم 16 مليون خدمة فريدة مقارنةً بحد شبكة VLAN البالغ أربعة آلاف خدمة.
  5. بيتر أشوود-سميث (24 فبراير 2011). "نظرة عامة على تقنية الربط عبر أقصر مسار في معيار IEEE 802.1aq" (ملف PDF) . هواوي. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 15 مايو 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مايو 2012 .
  6. جيم دافي (11 مايو 2012). "أكبر نظام رعاية صحية في إلينوي يُزيل سيسكو لبناء سحابة خاصة بقيمة 40 مليون دولار" . بي سي أدفايزر . تم الاطلاع عليه في 11 مايو 2012. سيحل بروتوكول أقصر مسار (Shortest Path Bridging) محل بروتوكول الشجرة الممتدة (Spanning Tree) في بنية إيثرنت.
  7. «معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) يُقرّ معيار IEEE 802.1aq الجديد لربط أقصر مسار» . Tech Power Up. 7 مايو 2012. تاريخ الاطلاع: 11 مايو 2012 .
  8. د. فيدييك، محرر؛ ب. أشوود-سميث، محرر؛ د. ألان، أ. براغ؛ ب. أونبيهاجن (أبريل 2012). "امتدادات IS-IS الداعمة لمعيار IEEE 802.1aq" . IETF . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 مايو 2012 .
  9. 1 2 أونبيهاجن، بول؛ براغ، نايجل؛ آلان، ديفيد؛ فيدييك، دون؛ أشوود-سميث، بيتر جيه. (أبريل 2012). فيدييك، د؛ أشوود-سميث، ب (محرران). امتدادات IS-IS لدعم IEEE 802.1aq لربط أقصر مسار . IETF. doi : 10.17487/RFC6329 . RFC 6329 .
  10. "802.1aq - أقصر مسار للربط" .
  11. "تقنية الربط عبر أقصر مسار 802.1aq - موافقة لجنة مراجعة IEEE اليوم" . 29 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 2 أبريل 2012 .
  12. "التشغيل البيني: قادة الشبكات يعرضون أقصر مسار للربط" .
  13. "أفايا توسّع نطاق الحرم الجامعي الآلي لإنهاء انتظار الشبكة" . أفايا. 1 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أبريل 2014 .
  14. "حلول شبكات Avaya تسد الفجوة بين مركز البيانات والأجهزة الطرفية" . Avaya. 26 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أبريل 2014 .
  15. "هل يمكنني استخدام أجهزة ربط أقصر مسار لبناء شبكة SDN الخاصة بي؟" . 8 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه في 18 أبريل 2014 .
  16. "دورة الألعاب الأولمبية الشتوية سوتشي 2014" (ملف PDF) . أفايا. 2013. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 مايو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 ديسمبر 2013 .
  17. "أفايا في سوتشي 2014" . أفايا. مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2014. تم الاطلاع عليه في 1 مايو 2014 .
  18. جيمس كيرلس (16 ديسمبر 2013). "أفايا تُنشئ شبكة واي فاي ضخمة لدورة الألعاب الأولمبية الشتوية 2014" . عالم الشبكات. مؤرشف من الأصل في 4 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه في 11 أغسطس 2016 .
  19. "802.1Q-2014 - الجسور والشبكات الموصولة بالجسور" .
  20. "802.1Qbp - مسارات متعددة متساوية التكلفة" .
  21. "P802.1Qcj - الربط التلقائي بخدمات الربط بالعمود الفقري للمزود (PBB)" .
  22. أشوود-سميث، بيتر (أكتوبر 2010). "أقصر مسار للربط: دليل وتوضيح لمعيار IEEE 802.1aq" (ملف PDF) . NANOG .
  23. فيدييك، دون (أكتوبر 2012). "مقدمة في خوارزمية أقصر مسار للربط" (ملف PDF) . نتنود . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 4 مارس 2016.
  24. "أفايا - اعتبارات لتحويل شبكتك إلى نسيج إيثرنت" . Packet Pushers . 18 فبراير 2013.
  25. "تقنيات SDN وNFV وتقنيات المحاكاة الافتراضية للشبكات" . SDNCentral . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أغسطس 2014 .
  26. إيستليك، د. (يوليو 2011). "اعتبارات IANA لمعرفات بروتوكول طبقة الشبكة" . IETF . doi : 10.17487/RFC6328 .
  27. توصية الاتحاد الدولي للاتصالات Y.1731 وظائف وآليات إدارة وتشغيل وصيانة الشبكات القائمة على الإيثرنت
  28. "802.1aq - أقصر مسار للربط" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يوليو 2011 .
  29. أشوود-سميث، بيتر؛ كيسارا، سريكانث. "تحديث موجز حول أول عملية تشغيل متبادل لبروتوكول 802.1aq SPB (M)" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يوليو 2011 .
  30. أشوود-سميث، بيتر؛ فارغاس، إدغارد. "تحديث موجز حول التوافق الثالث لبروتوكول 802.1aq SPB (M)" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يوليو 2011 .
  31. 1 2 كلاين، ديب (1 مايو 2013). "شبكة قادة الصناعة لعرض أقصر مسار لتحقيق قابلية التشغيل البيني في مؤتمر Interop 2013" . أفايا . تم الاسترجاع في 1 فبراير 2015 .
  32. سميث، سو (7 مايو 2013). "التشغيل البيني: قادة الشبكات يعرضون تقنية الربط بأقصر مسار" . شبكة نيوز فاكتور . تم الاطلاع عليه في 1 فبراير 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  33. بوريفوي فورهت؛ أرماندو إسكالانتي (2011). دليل الحوسبة المكثفة للبيانات . سبرينغر. ص 16. ISBN  978-1-4614-1415-5.
  34. روجر لابوه؛ بول أونبيهاجن؛ بيتر أشوود-سميث؛ فيليب تايلور (23 مارس 2012). "اعتبارات نشر SPB" . متتبع بيانات IETF . IETF . تم الاطلاع عليه في 29 مايو 2012 .
  35. "التوافقية: قادة الشبكات يعرضون تقنية الربط بأقصر مسار" . مايو 2013. مؤرشف من الأصل في 2 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 30 مايو 2013 .
  36. شون مايكل كيرنر (7 أبريل 2014). "InteropNet تنتقل إلى IPv6، وتتضمن تقنية ربط أقصر مسار" . Enterprise Networking Planet. مؤرشف من الأصل في 19 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه في 18 أبريل 2014 .
  37. 1 2 "حلول شبكات Avaya تسد الفجوة بين مركز البيانات والأجهزة الطرفية" . شركة Avaya Inc. 26 مارس 2014.
  38. "Avaya Fabric Connect توسّع نطاق SPB ليشمل خزائن الأسلاك" . 8 أبريل 2014. مؤرشف من الأصل في 14 أغسطس 2014. تم الاطلاع عليه في 14 أغسطس 2014 .
  39. "أفايا - اعتبارات لتحويل شبكتك إلى نسيج إيثرنت" . Packet Pushers . 18 فبراير 2013.
  40. "انقطاع الشبكة يؤدي إلى خسارة في الوظائف والإيرادات" . شركة أفايا . 5 مارس 2014.
  41. "جامعة ماكواري تقدم تعاونًا وخدمات محسّنة للطلاب من خلال حلول شبكات أفايا" . شركة أفايا . 8 نوفمبر 2012.
  42. "منطقة مدارس تكساس تتبنى بنية تحتية لشبكات أفايا لتمكين نماذج التعلم في القرن الحادي والعشرين" (ملف PDF) . شركة أفايا . مايو 2014.
  43. "يساعد حل Fabric Connect من Avaya الجامعة على الانتقال إلى أساليب التعلم المدعومة بالتكنولوجيا من الجيل التالي" . شركة Avaya ، مايو 2013.
  44. "شبكة أفايا تدعم نظام مناولة الأمتعة الجديد في مطار سخيبول" . شركة أفايا . 25 أبريل 2012.
  45. "شركة نقل تُفعّل اتصالات البيانات" (ملف PDF) . شركة أفايا . أكتوبر 2013.
  46. "مكتب النقل في مدينة سينداي: تحسين تجربة الركاب" (ملف PDF) . شركة أفايا . يوليو 2014.
  47. "النقل السريع" (ملف PDF) . شركة أفايا . يونيو 2014.
  48. "أفايا تعلن عن إطار عمل وخارطة طريق لمراكز البيانات المعرفة بالبرمجيات" . شركة أفايا . 21 أغسطس 2013.
  49. "بنك الاحتياطي يعتمد على أفايا لتحديث البنية التحتية للشبكة المستقبلية" . شركة أفايا . 8 مايو 2012.
  50. "InteropNet 2013: لا يُقهر! Avaya Fabric Connect يُحقق النجاح على جميع الأصعدة" . شركة Avaya Inc. 15 مايو 2013.
  51. أوين، ديفيد (30 نوفمبر 2011). "شركة أفايا الأمريكية تُختار كمورد لمعدات الشبكة لأولمبياد سوتشي 2014" . داخل الألعاب .
  52. «مركز دبي التجاري العالمي يعتزم نشر حلول مؤتمرات تعتمد على بنية شبكة المؤسسة الافتراضية من أفايا» . تي سي إم . ٢٣ أكتوبر ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ٢٢ مايو ٢٠١٤. تم الاطلاع عليه في ٧ نوفمبر ٢٠١٣ .
  53. "مُهيأ بشكل مثالي" (ملف PDF) . شركة أفايا . يوليو 2014.
  54. "شبكات أفايا تُحدث تحولاً في شبكة مستشفيات جامعة أوسلو" . شركة أفايا . 8 مايو 2012.
  55. "شبكات Avaya تُحدث تحولاً في شبكة مستشفيات جامعة أوسلو" . Firmenpresse . 8 مايو 2012.
  56. "مستشفى كونكورد يعزز عرض النطاق الترددي ويقلل التكاليف باستخدام حلول بنية شبكة المؤسسة الافتراضية من أفايا" . شركة أفايا . 8 مايو 2012.
  57. "التحالف الفرنسيسكاني وربط النسيج: إعادة تعريف تقديم خدمات الرعاية الصحية" (ملف PDF) . شركة أفايا . مايو 2013.
  58. "شبكة قوية ومستقرة تدعم مستشفى سيدني أدفنتست" (ملف PDF) . شركة أفايا . مايو 2012.
  59. "أفايا توسع الحرم الجامعي الآلي لإنهاء لعبة انتظار الشبكة" . شركة أفايا . 1 أبريل 2014.
  60. "أخبار سارة لشبكات البيانات" . أفايا 2014. مايو 2014.
  61. "تمكين نظام البث الرقمي الجديد لتلفزيون سانليه الترفيهي" (ملف PDF) . شركة أفايا . يونيو 2012.
  62. "مجتمع ساحلي في كاليفورنيا ينشر شبكة Avaya لتمكين التطبيقات بالغة الأهمية" (ملف PDF) . شركة Avaya . يونيو 2014.
  63. «يتطلع مجلس مدينة بريدا إلى مستقبل أكثر مرونة مع Avaya VENA Fabric Connect» . شركة Avaya ، ديسمبر 2013.
  64. "بمبادرة منهم، يتطلعون إلى المستقبل" . شركة أفايا . فبراير 2014.
  65. ^ “ورقة بيانات Alcatel-Lucent OmniSwitch 9900 EN” (PDF) .
  66. ^ “ورقة البيانات Alcatel-Lucent OmniSwitch 6900 EN” (PDF) . تم الاسترجاع 7 يناير 2013 .
  67. "Alcatel-Lucent OmniSwitch 6860 Data Sheet EN" (PDF) .
  68. "Alcatel-Lucent OmniSwitch 6865 Data Sheet EN" (PDF) .
  69. "أفايا تُطلق مخططًا للشبكات في مراكز البيانات" . 11 نوفمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2011 .
  70. "محول Avaya Virtual Service Platform 7000 يقدم أداءً حقيقيًا" . 4 مايو 2011. مؤرشف من الأصل في 13 ديسمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2011. يُعد VSP محولًا علويًا للرف بسرعة 10 جيجابت إيثرنت، يدعم معايير شبكات أقصر مسار (SPB) والربط الظاهري للحافة (EVB) وقناة الألياف عبر الإيثرنت (FCoE).
  71. "تهدف شركة Avaya إلى تعزيز أساليب البث المتعدد عبر بروتوكول الإنترنت من خلال بنية شبكية جديدة" . ZDNet . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2013 .
  72. "أفايا تعلن عن ابتكارات جديدة في مجال الشبكات المدعومة بتقنية فابريك" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 أبريل 2013 .
  73. "أفايا تكشف عن عروض جديدة للشبكات المدعومة بتقنية فابريك" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 أبريل 2013 .
  74. "تدعم بنية الشبكة الجديدة من Avaya عشرات الآلاف من تدفقات الفيديو للبث المتعدد عبر بروتوكول الإنترنت" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أبريل 2013 .
  75. "منصة الخدمات الافتراضية 4000" . أفايا.
  76. "حلول شبكات Avaya تسد الفجوة بين مركز البيانات والأجهزة الطرفية" . SDN Zone. مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 مارس 2014 .
  77. دافي، جيم. "إنترسيس تعزز عروض مراكز البيانات" . عالم الشبكات . مؤرشف من الأصل في 2 مارس 2014.
  78. ماكجيليكودي، شاموس "أقصر مسار للربط: البديل القابل للتشغيل البيني لبروتوكول الشجرة الممتدة"، تدعم كل من ألكاتيل-لوسنت وهواوي بروتوكول SPB، كما أن شركة إنتراسيس نتووركس تضع بروتوكول SPB ضمن خططها المستقبلية.
  79. غير معروف (9 مايو 2012). "أقصر مسار: ليست كل بنى الشبكات الموحدة بسيطة حقًا" . مؤرشف من الأصل في 14 يونيو 2013. تم الاسترجاع في 5 مايو 2013. جسر أقصر مسار IEEE 802.1aq
  80. "برنامج ثابت من سلسلة K، الإصدار 8.62.02.0022" (ملف PDF) . إكستريم نتوركس. مارس 2017. تاريخ الاسترجاع: 14 مارس 2017 .
  81. "ألكاتيل-لوسنت، أفايا، هواوي، سولانا، وسبيرنت تستعرضون تقنية الربط بين الأنظمة عبر أقصر مسار" . رابط أخبار تقنية المعلومات. مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 سبتمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مايو 2012 .
  82. "حزمة اختبار أقصر مسار للجسور من مركز اختبار سبيرنت" . سبيرنت ن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مايو 2012 .
  83. "سلسلة محولات HP FlexFabric 11900" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 5 نوفمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 نوفمبر 2013 .
  84. "HP Discover 2012" . HP. مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يونيو 2012 .
  85. "تقنية الربط عبر أقصر مسار (SPB)" . IP Infusion . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 سبتمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أكتوبر 2012 .
  86. "IxNetwork: المواصفات" . IXIA. مؤرشف من الأصل في 2 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 25 يوليو 2013 .
  87. "مسبار إيثرنت QT-600" . شركة Rep Com International . JDSU. مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أغسطس 2013 .

مراجع

للمزيد من القراءة

  • هوارد سولومون (7 سبتمبر 2011). "اختبارات تُظهر جاهزية SPB، بحسب مُصنّعي معدات الشبكات" . IT World Canada. مؤرشف من الأصل في 13 أكتوبر 2011. تم الاطلاع عليه في 11 سبتمبر 2011 .
  • "ألكاتيل، أفايا، هواوي، سبيرنت: تجربة التوافق التشغيلي لأنظمة SPB". ورقة بحثية في مجال الاتصالات. 8 سبتمبر 2011.
  • آلان، ديفيد؛ براغ، نايجل (13 مارس 2012). 802.1aq أقصر مسار يربط بين التصميم والتطور: منظور المهندسين المعماريين . جون وايلي وأولاده. ISBN 978-1-118-14866-2.
  • "مقدمة في تقنية الربط بين أقصر المسارات" (ملف PDF) . أفايا. سبتمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 5 يناير 2011 .
  • المناظرة الكبرى: TRILL مقابل 802.1aq (SBP) ، جلسة NANOG 50 (أكتوبر 2010)
  1. نانا (5 فبراير 2017). "8 أسباب لاختيار أفايا بدلاً من سيسكو لشبكة بياناتك - دعم تكنولوجيا المعلومات في نيوجيرسي" . بلو صوديوم . مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2017. تم الاطلاع عليه في 5 مارس 2017 .