قيود الشجرة الممتدة للإيثرنت: البطاقة من السلسلة E

المقدمة

يوضح هذا المستند بعض قواعد الشجرة المتفرعة، ويصف كيفية تأثير القواعد على تعيين شبكة VLAN. لا ينوي هذا المستند أن يكون دليلا كاملا لإمداد الدائرة بالشجرة المتفرعة وشبكة إيثرنت على ONS 15454. بدلا من ذلك، هذا المستند:

• يشرح الأسباب التي تتسبب في فشل تعيينات معينة لشبكة VLAN.

• يقدم توصيات يمكنك إستخدامها لتصميم شبكات أفضل. تمكنك التوصيات من مراعاة قيود الشجرة المتفرعة عند تخطيط الدوائر وتنفيذها.

• يقترح الحل البديل في حالة مواجهة قيود الشجرة المتفرعة عند تعديل الدوائر أو إنشائها.

المتطلبات الأساسية

المتطلبات

توصي Cisco بأن تكون لديك معرفة بالمواضيع التالية:

• Cisco ONS 15454

• بروتوكول الشجرة الممتدة (STP)

المكونات المستخدمة

تستند المعلومات الواردة في هذا المستند إلى إصدارات البرامج والمكونات المادية التالية:

• Cisco ONS 15454، الإصدار 4.6.x والإصدارات الأحدث

تم إنشاء المعلومات الواردة في هذا المستند من الأجهزة الموجودة في بيئة معملية خاصة. بدأت جميع الأجهزة المُستخدمة في هذا المستند بتكوين ممسوح (افتراضي). إذا كانت شبكتك مباشرة، فتأكد من فهمك للتأثير المحتمل لأي أمر.

الاصطلاحات

راجع اصطلاحات تلميحات Cisco التقنية للحصول على مزيد من المعلومات حول اصطلاحات المستندات.

معلومات أساسية

تتمثل الوظيفة الأساسية لخوارزمية الشجرة المتفرعة (STA) في قطع حلقات التكرار التي تنشئها الارتباطات المتكررة في الشبكات المتفرعة. عندما يكتشف بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP) مسارات متعددة بين مضيفي الشبكة، يقوم بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP) بحظر المنافذ حتى يوجد مسار واحد فقط.

يتم تمكين STA بشكل افتراضي على الواجهات الضوئية ل ONS 15454. يمكنك أيضا تكوين STA على المنافذ الأمامية لبطاقات الإيثرنت.

لا تسمح لك قواعد الشجرة المتفرعة على ONS 15454 بإنشاء دوائر جديدة أو تعديل الدوائر الموجودة إذا لم تحترم بعض قيود تعيين شبكة VLAN. ومع ذلك، لا تمنع القواعد بعض تكوينات الدائرة التي يمكن أن تؤدي إلى شبكات مصممة بشكل غير صحيح. يجب أن تضع هذه التكوينات نصب عينيك عند تصميم الشبكة.

حالات فشل تعيين شبكة VLAN

وصف المشكلة

يعمل برنامج الشجرة المتفرعة على ONS 15454 على Timing، Communications and Control (TCC)، وهو مورد مشترك.

ملاحظة: يستخدم هذا المستند TCC بشكل عام للإشارة إلى جميع التباينات في البطاقة.

يمكن أن يكون لكل عقدة ثمانية مثيلات للشجرة المتفرعة كحد أقصى. لتقليل عدد مثيلات الشجرة المتفرعة لكل عقدة، يمكنك تعيين مثيلات الشجرة المتفرعة على أساس الدائرة بدلا من أساس شبكة VLAN. يمكن للدائرة تعيين مثيل شجرة متفرعة واحد فقط. أنت يستطيع عينت مجموعة من VLANs إلى دائرة.

كما يدعم برنامج ONS 15454 الميزات التالية:

• الإنشاء التلقائي لمثيلات الشجرة المتفرعة

• دوائر مع VLANs أن يتداخل جزئيا

• مرفق لانهيار الشجرة الممتدة

من أجل دعم هذه الميزات، ولأنك تقوم أيضا بتعيين مثيلات الشجرة المتفرعة على أساس الدائرة، فإن هذه التحققات تكون قابلة للتطبيق عند إنشاء دائرة أو تعديلها:

• يجب أن تتطابق مجموعة VLAN الخاصة بالدائرة الجديدة أو المعدلة مع مجموعات VLAN الخاصة بالدوائر الأخرى الموجودة.

• إذا تداخلت مجموعة VLAN الخاصة بالدائرة الجديدة أو المعدلة مع مجموعة VLAN الخاصة بدائرة موجودة، فإن كلا الدورتين تستخدم نفس مثيل الشجرة المتفرعة.

• إذا تداخلت مجموعة VLAN الخاصة بالدائرة الجديدة أو المعدلة مع مجموعات VLAN الخاصة بدوائر أخرى موجودة تشغل نفس الشجرة المتفرعة، فإن جميع الدوائر تستخدم نفس مثيل الشجرة المتفرعة.

• إذا تداخلت مجموعة VLAN الخاصة بالدائرة الجديدة أو المعدلة مع مجموعات VLAN الخاصة بالدوائر الأخرى الموجودة التي تشغل مثيلات شجرة متفرعة مختلفة، يفشل تعيين VLAN.

يوضح الجدول 1 مثالا لتعيينات VLAN الناجحة:

الجدول 1 - تعيين شبكة VLAN بنجاح

دارة	مجموعة VLAN	التعليقات	مثيل الشجرة الممتدة
C1	10 و 20	مثيل الشجرة المتفرعة الجديدة	STP 1
C2	30	مثيل الشجرة المتفرعة الجديدة	STP 2
C3	20 و 40	بما أن 20 يطابق 20 في C1، نفس مثيل الشجرة المتفرعة مثل C1.	STP 1
سي 4	30 و 50	بما أن 30 يطابق 30 في C2، نفس مثيل الشجرة المتفرعة مثل C2.	STP 2
C5	60	مثيل الشجرة المتفرعة الجديدة	STP 3
C6	30 و 50 و 70	30 و 50 مطابقة 30 و 50 في C4، نفس مثيل الشجرة المتفرعة في C4	STP 2

يوضح الجدول 2 حالة بسيطة لفشل تعيين شبكة VLAN:

الجدول 2 - فشل تعيين شبكة VLAN

دارة	مجموعة VLAN	التعليقات	مثيل الشجرة الممتدة
C1	10	مثيل الشجرة المتفرعة الجديدة	STP 1
C2	20	مثيل الشجرة المتفرعة الجديدة	STP 2
C3	10 و 20	10 مباريات 10 في C1 و 20 مباريات 20 في C2. تنتمي C1 و C2 إلى مثيلات شجرة متفرعة مختلفة. لذلك، يفشل تعيين VLAN.	فشل

يفشل تعيين شبكة VLAN في المثال الثاني لأن C3 يطابق مجموعات VLAN من C1 و C2 لكن C1 و C2 يشغلون مثيلات شجرة متفرعة مختلفة.

عندما ال VLAN يفشل تعيين أثناء دائرة خلق، VLAN/يجسر - شجرة انتهاك" يظهر خطأ (راجع شكل 1).

شكل 1 - VLAN/انتهاك الشجرة المتفرعة

بالمثل، عندما VLAN يفشل تعيين بينما أنت تحاول أن يحرر دائرة، تظهر رسالة خطأ (راجع شكل 2).

شكل 2 - يتعذر تعيين مجموعة VLAN

توصية

نتيجة للتقييد المذكور في قسم وصف المشكلة، كن حذرا جدا حول الترتيب الذي تقوم به بإضافة دوائر مع مجموعات VLAN التي تتداخل. in order to تفاديت قيود لاحقا، cisco يوصي أن أنت تخطط ال VLAN تعيين لذلك أنت أول أضفت الدوائر مع أكبر VLAN مجموعة، أي يتلقى فرصة أعلى من التداخل. بهذه الطريقة، إن يضيف أنت دائرة مع VLAN متداخل يثبت فيما بعد، الدائرة ينهار إلى ال نفسه يجسر - شجرة.

ولنأخذ في الاعتبار المثال الوارد في الجدول 2. توصي Cisco بتوفير C3 أولا، ثم توفير C1 و C2. بدلا من ذلك، يمكنك تزويد الدوائر في الأمر C3-C2-C1، والذي له نفس التأثير. انظر الجدول 3 للاطلاع على التفاصيل.

الجدول 3 - الأمر الموصى به لتوفير الدوائر

دارة	مجموعة VLAN	التعليقات	مثيل الشجرة الممتدة
C3	10,20	مثيل الشجرة المتفرعة الجديدة	STP 1
C1	10	10 يطابق 10 في C3، نفس مثيل الشجرة المتفرعة مثل C3.	STP 1
C2	20	20 يطابق 20 في C3، نفس مثيل الشجرة المتفرعة مثل C3	STP1

ويتم تطبيق نفس المنطق عند تطبيق الشجرة المتفرعة على المنافذ الأمامية لبطاقات إيثرنت.

الحل البديل للدوائر المزودة بترتيب غير صحيح

أستخدم هذا الحل البديل لتجنب خطأ تعيين شبكة VLAN عندما تحتاج إلى تعديل الدوائر التي لم تقم بتوفيرها في الأمر الموصى به: قم بتخصيص شبكات VLAN الوهمية للدوائر الموجودة.

تشير شبكات VLAN الوهمية إلى شبكات VLAN غير المستخدمة التي لا تحمل حركة مرور البيانات. تفرض إضافة شبكات VLAN الوهمية انهيار الشجرة المتفرعة في نفس المثيل. راعي تصميم الشبكة بعناية أن يضمن أن أنت لا يمنع أي فسحة بين دعامتين بشكل غير صحيح. استنادا إلى تعقيد الشبكة وتصميمها، لا يمكن تجنب مرات المرور في بعض الأحيان.

والمثال النموذجي على ذلك، حيث يجب أن تنهار شبكتا VLAN في نفس الشجرة المتفرعة، هو سيناريو "غبي". في سيناريو غبي، يمكنك إستخدام تكوين خطي للانضمام إلى حلقتين مع شبكتي VLAN، على سبيل المثال، V10 و V20. لتجنب حلقات التكرار، قبل إضافة دائرة تنضم إلى الحلقتين، تأكد من انهيار الدوائر في كل عقدة إلى الشجرة المتفرعة نفسها.

الشكل 3 - سيناريو الطراز Dumbbell

على سبيل المثال، لنفترض أن تعيين شبكة VLAN الأولية على العقدة 1 كما هو موضح هنا:

• C1: V10 STP 1

• C2: V20 STP 2

فيما يلي حل بديل محتمل:

1. إضافة شبكة VLAN وهمية (V99) إلى C1.

   • C1: V10 و V99 STP 1

   • C2: الإصدار 20 بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP2)

2. إضافة شبكة VLAN وهمية (V99) إلى C2.

   • C1: V10 و V99 STP 1

   • C2: V20 و V99 STP 1

3. إضافة دائرة C3 جديدة مع شبكات VLAN الإصدار 10 و V20.

   1. C1: V10 و V99 STP 1

   2. C2: V20 و V99 STP 1

   3. C3: V10 و V20 و V99 STP1

4. أزلت ال VLAN وهمي من C1 و C2.

   1. C1: V10 STP 1

   2. C2: V20 STP 1

   3. C3: V10 و V20 STP1

   الشكل 3 يمثل مخطط شبكة VLAN النهائي.

تكوينات دوائر غير صالحة

يعني إنشاء الدائرة أو تعديلها بنجاح أن يمر تعيين شبكة VLAN بقاعدة تعيين الشجرة المتفرعة لكل دائرة، ولكنه لا يضمن أن تكوين الدائرة صالح. على الرغم من قيامك بانهيار شجرة متفرعة، إلا أنك لا تستطيع معالجة الشبكة التي تم تصميمها بشكل غير صحيح. هنا بعض السيناريوهات التي تشرح هذه النقطة.

السيناريو 1

يتألف هذا السيناريو الأول من عقدتين، العقدة 1 والعقدة 2، مع دائرتين C1 و C2. تحمل الدائرة C1 شبكتي VLAN V10 و V20، وتنقل الدائرة C2 شبكة VLAN V20 (راجع الشكل 4). يوجد تكرار حلقي في مجال V20، ولكن مجال V10 ليس به تكرار حلقي. لكن احد الفتحات مغلق لأن الدارات تنهار في شجرة متفرعة واحدة. وإليكم العوامل التي تحدد أي من هذه الفتحات قد تم حظره:

• عناوين MAC لمنافذ الطرف الخلفي

• حجم الدارة

• ترتيب نشوء الدوائر

إذا حدث أن تم حظر الدائرة C1، فإن حركة مرور V10 لا تتدفق. لذلك، فإن تصميم الشبكة هذا غير صالح تحت قيود الشجرة المتفرعة.

الشكل 4 - تكوين غير صالح: السيناريو 1

السيناريو 2

يتألف السيناريو الثاني من عقدتين، العقدة 1 والعقدة 2، وثلاث دوائر C1 و C2 و C3. هنا، تقوم بإنشاء الدوائر بالترتيب الصحيح (راجع الجدول 2)، بحيث ينجح إمداد الدائرة، وجميع الدوائر في نفس الشجرة المتفرعة. تحمل الدائرة C1 شبكات VLAN أرقام 10 و V20، ويحمل C2 شبكة VLAN رقم 10، ويحمل C3 شبكة VLAN رقم 20 (راجع الشكل 5).

بافتراض أن معلمات الشجرة المتفرعة صحيحة تماما، وهو ما يمكن أن يحدث في بعض الحالات، على سبيل المثال، عندما تكون C1 أوسع من الدوائر الأخرى. يتم حظر C2 و C3، وجميع تدفقات حركة المرور بين العقدة 1 والعقدة 2. إذا قمت بعد ذلك بإزالة C1، فإن الدوائر C2 و C3 تستمر في تشغيل نفس الشجرة المتفرعة. بعد حذف C1، يتم حظر إما VLAN V10 أو VLAN V20. مرة أخرى، تصميم الشبكة هذا غير صالح تحت قيود الشجرة المتفرعة.

الشكل 5 - تكوين غير صالح: السيناريو 2

السيناريو 3

يتألف هذا المثال من نظام رباعي العقد ذو دورتين. تحمل الدائرة C1 شبكات VLAN أرقام 10 و V20 بينما تحمل الدائرة C2 شبكات VLAN أرقام 10 و V20 و V30. تقوم كلا الدورتين بتشغيل نفس مثيل الشجرة المتفرعة، لأن مجموعات VLAN من كلا الدورتين تتداخل. يحتوي النوعان V10 و V20 على تكرار حلقي. لذلك، تم حظر أحد الممرات. إن ال يقيد فسحة بين دعامتين يكون C1، كل VLANs يتدفق. يبدو هذا التكوين جيدا، ولكن المشكلة هي أنه لا تتوفر حماية ل V30؛ إذا فشل الفسحة بين دعامتين C2، يتدفق V10 و V20 عبر C1، ولكن لا يوجد مسار ل V30.

شكل 6 - تكوين غير صالح: السيناريو 3

دارات غير ثابتة من نقطة إلى نقطة

عندما تقوم بتقليص الشجرة المتفرعة، فإنك تواجه مشاكل مع الدوائر من نقطة إلى نقطة التي تمتد على نفس مجموعة العقد ولكن على بطاقات "غير ثابتة" مختلفة. في الوضع "غير محدد"، والمعروف أيضا باسم "Single-Card EtherSwitch"، تظل كل بطاقة وحدة تحويل واحدة ضمن ONS 15454. ومع ذلك، إذا كانت دائرتان تشملان بطاقتين مختلفتين "غير محجوزتين" يستخدمان معرف VLAN نفسه، فإن الدوائر لا تزال تنهار في نفس مثيل الشجرة المتفرعة، ويتم حظر إحداهما. الشكل 7 يوضح هذه المشكلة.

شكل 7 - مثال للدوائر غير المدمجة من نقطة إلى نقطة

في هذا المثال، يتم حظر C2، وبالتالي، لا تتدفق حركة مرور بين الموجه 3 والموجه 4. للتغلب على هذه المشكلة، قدمت Cisco ميزة إيقاف التشغيل لكل دائرة (المعروفة أيضا باسم "إعادة إستخدام شبكة VLAN") في الإصدار 3.3 من ONS 15454 والإصدارات الأحدث. تتيح لك هذه الميزة تعطيل بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP) أو تمكينه على أساس دائرة واحدة. عند تعطيل بروتوكول الشجرة المتفرعة (STP)، يمكن لدارات متعددة من نقطة إلى نقطة تستخدم بطاقات "غير ثابتة" مختلفة إستخدام معرف شبكة VLAN نفسه دون حظر.

لتعطيل الشجرة المتفرعة، تأكد من أنك لا تقوم بتحديد خانة الاختيار تمكين الشجرة المتفرعة في شاشة إنشاء الدائرة (راجع المستطيل الأحمر في الشكل 8).

شكل 8 - إنشاء الدائرة: تعطيل الشجرة المتفرعة

شاشة تعيين الشجرة الممتدة

أكمل الخطوات التالية لعرض تعيينات الشجرة المتفرعة من خلال CTC:

1. قم بتسجيل الدخول إلى وحدة التحكم في النقل (CTC) من Cisco.

   الشكل 9 - تعيين الشجرة الممتدة

   

2. انقر فوق الصيانة (راجع السهم A في الشكل 9).

3. انقر Ether Bridge (راجع السهم B في الشكل 9).

4. انقر فوق الدوائر (راجع السهم C في الشكل 9).

   يتضمن العرض النوع، واسم الدائرة/المنفذ، ومعرف STP وشبكات VLAN.

معلومات ذات صلة

• الدعم التقني والمستندات - Cisco Systems