Optimisation des Timers

Présentation au sujet: "Optimisation des Timers"— Transcription de la présentation:

1 Optimisation des Timers
du Spanning-tree

2 Sommaire • Introduction • Les Timers du Spanning-tree
• Autres paramètres du Spanning-tree • Valeurs par défaut des Timers du Spanning-tree - Max-age - Forward delay • Optimisation des Timers Max-age et Forward delay • Réduction du Hello time à 1 seconde • Calcul du diamètre du réseau • Modification des Timers du Spanning-tree

3 Introduction Les Timers du Spanning-tree
Ce document présume que vous avez une bonne connaissancve du protocle Spanning-tree. Il décrit les temporisateurs ou Timers du Spanning-tree et quelles sont les règles à suivre our leur optimisation. Les Timers du Spanning-tree Le protocole Spanning-tree utilise plusieurs timers dont la liste suit: • hello : le "Hello time" correspond à la période d'émission des BPDU sur un port Ce temps est égal à deux secondes par défaut mais peut être réglé de 1 à 10 secondes. • forward delay : C'est le temps passé dans les états "Ecoute" et "Apprentissage" Il est égal à 15 secondes par défaut mais peut être réglé de 4 à 30 secondes. • max age : Ce timer contrôle le temps maximum pendant lequel le pont garde les informations apprises par les BPDU reçues. Ce temps est égal à 20 secondes par défaut mais peut être réglé de 6 à 40 secondes. Ces trois paramètres sont contenus dans les BPDU de configuration. Il y a un autre paramètre relatif à un temps contenu danbs chaque BPDU, c'est le "message age". Ce paramètre n'a pas une valeur fixe. Il est égal au temps écoulé depuis que la BPDU a été émise par le commtateur racine. Le commutateur racine émet les BPDU avec une valeur de "messag age" égale à zéro et chaque commutateur suivant va ajouter un à cette valeur. En réalité, cette valeur va indiquer à quelle distance du commutateur racine se situe le commutateur qui a reçu la BPDU. Le schéma page suivante illustre ce concept.

4 Pont racine BPDU transmise avec age = 0 A B C BPDU transmise avec age = 1 D E BPDU transmise avec age = 2 F Quand une nouvelle BPDU de configuration reçue est égale ou meilleure que celle enregistrée sur le port, la BPDU est entièrement stockée et le timer max age est démarré. Si le timer atteint sa valeur maximum avant qu'une autre BPDU soit reçue sur le port, la durée de validité de l'information est dépassée, l'information stockée n'est plus validée. Par exemple dans le schéma ci-dessus: • Pour les commutateurs B et C, vont recevoir une BPDU de configuration du commutateur A avec "un message age" égal à zéro. Sur les ports connectés avec A, cela prendra (max_age-0) = Max_age secondes avant que l'information ne soit plus valide. Par défaut c'est 20 secondes. • Pour les commutateurs D et E, la BPDU est reçue venant de B avec une valeur de "message age" égale à un. Sur les ports des commutateurs allant vers B, cela prendra (max_age-1) secondes avant que l'information ne soit plus valide. C'est 19 secondes par défaut. • Pour le commutateur F, la BPDU est reçue de E avec une valeur de "message age" égale à deux. Cela prendra (max_age-2) = Max_age secondes avant que l'information ne soit plus valide. C'est 18 secondes par défaut.

5 Autres paramètres du Spanning-tree
Le protocole Spannig-treeest défini par le standard IEEE 802.1D. Les paramètres suivants ont été définis: • diamètre du domaine Spanning-tree(dia): C'est le nombre maximum de ponts ou de commutateurs entre deux points quelconques d'attachement de stations d'extrémité. L'IEEE a fixé le diamètre maximum à sept ponts • bridge transit delay (transit_delay) : C'est le délai de traversée du pont par une trame. L'IEEE recommande un temps de traversée maximum d'une seconde. • BPDU transmission delay (bpdu_delay) : C'est le délai entre l'instant où une BPDU de configuration est reçue sur un port et l'instant auquel cette BPDU de configuration est effectivement transmise sur un autre port. L'IEEE recommande un délai maximum d'une seconde. • message age increment overestimate (msg_overestimate) : C'est la valeur que chque pont ajoute au "message age" avant d'acheminer une BPDU. Comme cela a été indiqué dans la section Timers, les commutateurs Cisco ajoutent une seconde au "message age" avant d'acheminer la BPDU • Lost message (lost_msg) : C'est le nombre maximum de BPDU qui peut être perdu dans la traversée du réseau de ponts. L'IEEE recommande une valeur de 3. • transmit halt delay (Tx-halt-delay) : C'est le temps maximum que pourrait mettre un pont pour bloquer effectivement un port après avoir déterminé que le port devait être bloqué. L'IEEE recommande un délai maximum d'une seconde. • medium access delay (med-access_delay) : C'est le temps mis par un équipement pour accèder au support de transmission ( temps entre la prise de décision par la CPU de transmettre une trame et le moment où celle-ci quitte effectivement le port). L'IEEE recommande un délai maximum de 0,5 seconde.

6 • Délai de propagation des BPDU de bout en bout :
A partir des paramètres listés page précédente, vous pouvez calculer d'autres valeurs. La liste ci-dessous donne les paramètres additionnels et les calculs pour les obtenir si vous utilisez les valeurs par défaut recommandées par l'IEEE pour tous les paramètres. • Délai de propagation des BPDU de bout en bout : C'est le temps mis par une BPDU pour traverser le réseau d'une extrémité à une autre, avec comme hypothèse un diamètre de sept, trois BPDU perdues et un hello time égal à deux secondes. La formule est la suivante: Délai de propagation de bout en bout = ((lost_msg+1)x hello) + ((bpdu_delay x (dia-1)) = ((3+1) x hello)+((1 x (dia-1)) = (4 x hello) + (dia-1) = (4x2)+6 = 14 secondes • Message "age overestimate" : C'est la valeur de l'age de la BPDU depuis son origine. En présumant que chaque pont incrémente le "message age" d'une seconde, on obtient ce temps par la formule suivante: message_age_overestimate = (dia-1) x overestimate_per_bridge = 6 x 1 = 6 secondes • Maximum frame lifetime : C'est le temps maximum pendant lequel une trame restera dans le réseau, à partir du moment où elle a été transmise vers le réseau de ponts et le moment où elle atteint sa destination. La formule est la suivante : maximum_lifetime = dia x transit_delay + med_access_delay = Dia + 0,5 = 7,5 = 8 (arrondi) • Maximum transmission halt delay : C'est le temps mis pour bloquer un port à partir de la prise de décision. L'IEEE recommande une valeur d'une seconde maximum_transmission_halt_delay = 1 seconde

7 Valeurs par défaut des Timers du Spanning-tree
Cette section décrit comment on obtient les valeurs par défaut pour max age et forward delay si on utilise les valeurs par défaut recommandées de sept pour le diamètre et de deux secondes pour le hello time. • max age max age prend en compte le fait qu'un commutateur situé à la périphérie du réseau ne doit pas avoir d'expiration de timer sur non réception d'information venant de la racine dans des conditions normales (la racine est toujours opérationnelle). max age doit prendre en compte le délai total de propagation et le paramètre message_age_overestimate. La formule est la suivante : max_age = End_to_End_propa_delay + Message_age_overestimate = = 20 secondes C'est la valeur par défaut recommandée par l'IEEE • forward delay Quand un port passe à l'état "Ecoute" cela veut dire qu'il y a un changement dans la topologie active du Spanning-tree et qu'un port va passer de l'état "Bloqué" à l'état "Acheminement". Les périodes "Ecoute" et "Apprentissage" doivent couvrir les périodes consécutives suivantes : - Depuis le premier port de pont entrant dans l'état Ecoute(et restant dans cet état) jusqu'au dernier pont du LAN mis au courant du changement dans la topologie active. En plus vous devez prendre en compte le même délai que celui utilisé pour calculer le max age . - Pour le dernier pont qui doit arrêter l'acheminement des trames reçues dans la topologie précédente (maximum_transmission_halt_delay), jusqu'à ce que la dernière trame acheminée dans la topologie disparaisse (max_frame_lifetime) Il est nécessaire de s'assurer qu'il n'y aura pas de trame dupliquée. Aussi deux fois le forward delay ( listening_time + learning_time) doit contenir tous ces paramètres. La formule est la suivante: 2 x forward delay = End_to_end_propa_delay + Message_age_overestimate + Maximum_frame_lifetime+ Maximum_transmission_halt_delay = ,5 + 1 = 28,5 secondes Forward delay = 28,5/2 = 15 secondes (arrondi)

8 Optimisation des Timers Max-age et Forward delay
Parmi tous ces paramètres, ceux que vous pouvez optimiser, selon votre réseau,sont: • hello de 1 à 6 secondes • max age • forward delay • diamètre : cela dépend de votre réseau Il est fortement recommandé de ne pas modifier les valeurs listées ci-dessous, mais de garder les valeurs recommandées par l'IEEE. • lost_msg = 3 • transit-delay = 1 • BPDU_delay = 1 • msg_overestimate = 1 • Tx_halt_delay = 1 • med_access_delay = 0,5 • maximum_transmission_delay = 1 Ces valeurs peuvent sembler assez anciennes et importantes pour des réseaux modernes dans lesquels il n'est pas admis de perdre trois BPDU ou d'avoir une latence d'une seconde dans un commutateur pour une trame . Toutefois, il faut se rappeler que ces valeurs sont là pour éviter les boucles qui peuvent se produire dans des conditions de fonctionnement dégradées comme: - Usage intensif de CPU - Surcharge d'un port Aussi il est recommandé de considérer ces paramètres comme des valeurs fixes. Si vous considérez les formules précédentes : max age = End_to_end_propa_delay + message_overestimate =((lost_msg+1) x hello)+ ((BPDU_delay x (dia-1)) + (dia-1) x overestimate_per_bridge) = (4 x hello) + dia-1 + dia-1 = (4 x hello) + (2 x dia) -2 forward delay = End_to_end_propa_delay + message_overestimate + Maximum_frame_lifetime + Maximum_ Transmission_halt_delay = ((lost_msg+1) x hello)+ ((BPDU_delay x (dia-1)) + (dia-1) x overestimate_per_bridge + Maximum_Transmission_halt_delay = ((4 x hello) + dia-1 + dia-1 + dia + 0,5 + 1)) / 2 = ((4 x hello) + (3 x dia - 0,5)) / 2 Les deux formule avec arrondi sont : max age = (4 x hello) + (2 x dia) -2 forward delay = ((4 x hello) + 3dia)/ 2 Si vous voulez optimiser les timers du Spanning-tree vous devez impérativement utiliser ces deux formules.

9 Réduction du Hello time à 1 seconde
Exemple d'optimisation : Si vous avez un diamètre de quatre ponts dans votre réseau, vous devez utiliser les paramètrtes suivants: hello = 2 secondes (défaut) max age = 14 secondes Forward delay = 10 secondes si hello = 1 seconde max age = 10 secondes Forward delay = 8 secondes La valeur hello = 1 est la valeur minimale. vous ne pouvez pas diminuer les valeurs de max age en dessous de 10 et en dessous de 8 pour le forward delay pour un réseau avec undiamètre de quatre. Réduction du Hello time à 1 seconde Comme nous l'avons vu dans les exemples précédents, passer le helolo à une seconde est le moyen le plus simple et le plus sur pour diminuer les valeurs des paramètres su Spanning-tree. par contre vous devez garder à l'esprit que passer le hello de deux secondes à une seconde double le nombre de BPDU émises/reçues par chaque pont, ce qui cause une charge additionnelle pour la CPU. Ceci peut causer des problèmes si vous avez plusieurs VLAN et plusieurs Trunks. Calcul du diamètre du réseau Le diamètre est complètement dépendant de la conception du réseau. C'est le nombre maximum de commutateurs (ou ponts) que l'on traverse pour relier deux stations d'extrémité dans me cas le plus défavorable (sans passer deux fois par le même commutateur, c'est évident). Si on se réfère au schéma du début du document, vous pouvez constater que le réseau a un diamètre de cinq (F-E-B-A-C). Si vous regarder le schéma page suivante, il contient quelques commutateurs (C, D et E) connectés à deux commutateurs de distribution (A,B) et à une frontière de couche 3 entre les commutateurs de distribution et le réseau central (core). Le domaine de ponts s'arrête au niveau des commutateurs de distribution. Vous devez trouver un diamètre Spanning-tree égal à 5. • C-A-D-B-E • D-A-C-B-E

10 Core Modification des Timers du Spanning-tree Zone couche 3 A B Racine
Secours Racine C D E On peut voir sur ce schéma qu'il n'y a aucune paire de commutateurs avec un diamètre supérieur à 5 Modification des Timers du Spanning-tree Comme indiqué précédenment, les timers du Spanning-tree(hello, forward delay et max age) sont inclus dans chaque BPDU. Un pont IEEE n'est pas concerné par ma configuration locale de ses timers. Il va prendre en compte les valeurs des timers qu'il a reçu dans la BPDU. Cela signifie que seul un timer configuré sur le pont racine est important. Dans le cas où vous voudriez arrêter le pont racine, le nouveau pont racine voudra imposer ses propres timers à tout le réseau. Aussi même si cela n'est pas requis de configurer la même valeur de timer pour tout le réseau, il est obligatoire de modifier les mêmes timers sur le pont racine et sur le pont racine de secours. Si vous utilisez un commutateur Cisco avec le CatIOS, il y a des macros qui vous permettent de paramètrer le commutateur racine et d'optimiser les paramètres en fixant les valeurs du diamètre et du hello time. Entrez la commande suivante: set spanntree root vlan dia diameter hello hello-time SW1>(enable) set spantree root 8 dia 4 hello 2 VLAN 8 bridge priority set to 8192 VLAN 8 bridge max aging time set to 14 VLAN 8 bridge hello time set to 2 VLAN 8 bridge forward delay set to 12 Switch is now the root switch for active VLAN 8 Si le diamètre Spanning-tree est configuré, la valeur configurée n'est pas affichée dans la configuration ni par une commande show quelconque.