Configurer la fonctionnalité

Présentation au sujet: "Configurer la fonctionnalité"— Transcription de la présentation:

1 Configurer la fonctionnalité
Uplink Fast Cisco

2 Sommaire • Introduction
• Liaison défaillante sans Uplink Fast validé • Fonctionnement théorique de Uplink Fast • Liaison défaillante avec Uplink Fast validé Basculement immédiat sur liaison Uplink alternative Mise à jour de la table CAM • Ajout d'une nouvelle liaison Uplink • Changements impliqués par Uplink Fast • Configuration de Uplink Fast • Configuration de Uplink Fast sur d'autres commutateurs • Conclusion • Liste de commandes

3 Introduction Uplink Fast est une fonctionnalité spécifique aux commutateurs Cisco qui, lorsqu'elle est validée sur un commutateur d'accès, améliore le temps de convergence du protocole Spanning-tree dans le cas d'une défaillance de liaison Uplink. Cette fonctionnalité est supportée sur les commutateurs isco Catalyst 4000, 5000 et 6000 avec le CatOS. Cette fonctionnalité est également supportée sur les commuta- teurs Catalyst 4000 et 6000 avec IOS Cisco/IOS Natif et les commutateurs 2900XL/ 2500XL, 2950 et Le schéma suivant illustre une conception typique de réseau redondant. Les utilisateurs sot connectés à un commutateur d'accès. Le commutateur d'accès a un double attachement vers deux commutateurs de distribution ou deux commuta- teurs centraux. Comme la liaison Uplink redondante introduit une boucle dans la topologie physique du réseau, l'algorithme du Spanning-tree bloque cette liaison. D1 D2 Commutateur d'accès Core/Distribution Liaison Uplink redondante bloquée par le Spanning-tree Dans le cas d'une défaillance de la liaison Uplink primaire vers le commutateur central D1, le Spanning-tree recalcule les chemins et éventuellement débloque la liaison Uplink secondaire vers le commutateur D2 restaurant la connectivité. Avec les paramètres par défaut du Spanning-tree, la récupération de la connectivité prend jusqu'à 30 secondes et avec un réglage optimal des timers, ce laps de temps peut être ramené à 14 secondes. La fonctionnalité Uplink Fast est une technique propriétaire Cisco qui réduit ce temps de récupération de connectivité en le ramenant vers une valeur de l'ordre de la seconde. Ce document détaille comment le Spanning-tree standard réagit quand une liaison Uplink primaire est défaillante, comment Uplink Fast réalise une convergence plus rapide que la procédure standard et comment configurer Uplink Fast.

4 Défaillance d'une liaison Uplink sans Uplink Fast validé
Dans cette section nous allons utiliser le schéma ci-dessous qui représente un réseau central minimum. Nous allons étuduier pas à pas le comportement du Spanning-tree Dans le cas d'une faillance de liaison Uplink. D1 et D2 sont des commutateurs centraux. D1 est configuré comme commutateur racine du réseau. A est un commutateur d'accès avec une de ses liaisons Uplink en mode bloqué. 1. Supposons que la liaison Uplink primaire entre A et D1 est défaillante. D1 D2 Commutateur d'accès Liaison Uplink redondante bloquée par le Spanning-tree Racine Liaison Uplink défaillante P1 P2 t = 0 s 2. Le port P1 passe hors-service immédiatement et le commutateur A déclare sa liaison Uplink vers D1 hors-service. Le commutateur A considère sa liaison vers D2, qui reçoit toujours des BPDU de la racine, comme un port racine alternatif. Le commutateur A peut commencer la transition de l'état "Bloqué" vers l'état "Acheminement" pour le port P2. Dans le but d'accomplir cette transition, le port P2 doit passer par les étapes "Ecoute" et "Apprentissage". Chacune des étapes nécessite une temporisation de 15 secondes (Forward_delay) ce qui entraine un blocage de port de 30 secondes. 3. Quand le port P2 atteint l'état "Acheminement", la connectivité est rétablie pour les hosts attachés au commutateur A. D1 D2 Commutateur d'accès P2 est dans l'état "Acheminement" Racine P1 P2 t = 30 s La valeur minimum autorisée pour le timer Forward-delay est de sept secondes. Le réglage des timers du Spanning-tree peut mener à un temps de convergence de 14 secondes. C'est toujours un délai très visible de l'utilisateur et ce genre de réglage doit être fait avec beaucoup de précaution.

5 Fonctionnement théorique de Uplink Fast
La fonctionnalité Uplink Fast est basée sur la définition d'un groupe Uplink. Sur un commutateur donné, le groupe Uplink est constitué du port racine et de tous les Ports qui fournisset une connexion alternative vers le coommutateur racine. Si le port racine est défaillant(ce qui signifie que la liaison Uplink primaire est défaillante ), un port avec le coût le plus bas dans le groupe Uplink est sélectionné Pour remplacer immédiatement celui qui est défaillant. Racine d d R R d d d d R R R B d A d d Dans ce schéma les ports racine sont représentés par des et les ports désignés par des Les flèches représentent les BPDUs générées par le commutateur racine et retransmises par les commutateurs sur leurs ports désignés. Sans entrer dans les détails, on peut déterminer ce qui suit au sujet des BPDUs et des ports dans un réseau stable. • Quand un port reçoit une BPDU, c'est qu'il a un hemin vers le commutateur racine. Dans ce schéma, regardons le commutateur A : trois de ses ports reçoivent des BPDUs et ces trois ports mènent au commutateur racine. Sur le commutateur A, le port qui transmet les BPDU est le port désigné et n méne pas au commutateur racine. • Sur n'importe quel commutateur, tous les ports recevant des BPDUs sont dans l'état "Bloqué" excepté le port racine. Un port recevant des BPDUs mène au commutateur racine. Si un commutateur a deux ports menant au commutateur racine, il y a une boucle. • Un port auto-bouclé ne fournit pas de chemin alternatif vers le commutateur racine. Sur le commutateur B du schéma, le port bloqué est auto-bouclé, cela signifie qu'il ne peut pas recevoir ses propres BPDUs. R d

6 Défaillance d'une liaison Uplink avec Uplink Fast validé
Sur un commutateur donné, le port racine et tous les ports bloqués (exceptés les ports auto-bouclés) forment un groupe Uplink. Note: Uplink Fast fonctionne uniquement lorsqu'un commutateur a des ports dans l'état "Bloqué". Cette fonctionnalité a été spécialement conçue pour un commutateur qui a des liaisons Uplink redondantes dans l'état "Bloqué". Quand vous validez Uplink Fast, il est validé pour le commutateur dans sa totalité, il ne peut pas être validé individuellement par VLAN. Défaillance d'une liaison Uplink avec Uplink Fast validé Cette section décrit les étapes de récupération de connectivité avec Uplink Fast. • Basculement immédiat sur la liaison Uplink alternative D1 D2 Liaison Uplink redondante bloquée par le Spanning-tree Racine P1 P2 A 1. Le groupe Uplink du commutateur A est constitué des ports P1 et P2 2. Quand la liaison entre D1 et A est défaillante, le commutateur A détecte une défaillance sur le port P1. Il sait immédiatement que son chemin unique vers le commutateur racine est perdu (les autres chemins sont faits via le port P2 qui est bloqué) D1 D2 Racine Liaison Uplink défaillante Liaison Uplink redondante bloquée par le Spanning-tree t = 0 s P1 A P2 3. Le commutateur A place immédiatement le port P2 en mode "Acheminement", ce qui est contraire à la procédure standard du Spanning-tree. Nous savons qu'il n'y aura pas de boucle dans le réseau, car le seul chemin vers le commutateur racine est hors-service. Ainsi la récupération de connectivité est immédiate. D1 D2 P2 est dans l'état "Acheminement" Racine P1 P2 t = 0+ s A

7 Mise à jour de la table CAM
Une fois qu'Uplink Fast a réalisé le basculement rapide entre deux liaisons Uplink, la table mémoire CAM (Content Adressable Memory) des différents commutateurs peut être momentanément invalide et ralentir le temps de convergence. Pou illustrer ceci, deux hosts nommés S et C ont été ajoutés dans le schéma utilisé précédenment. D1 D2 Liaison Uplink redondante bloquée par le Spanning-tree Racine P1 P2 A S C Les tables CAM des différents commutateurs sont représentées sur le schéma. Nous pouvons voir que pour joindre le host C, les trames issues du host S doivent traverser les commutateurs D2, D1 et A. Comme le motre le schéma suivant, la liaison Uplink alternative est passée en service. Racine S D1 S C S D2 P1 A P2 C C La liaison Uplink Alternative a été mise en service si rapidement que les tables CAM ne sont plus à jour. Si le host S transmet un paquet vers le host C, il est acheminé vers D1 où il sera éliminé. La communication entre le host S et le host C sera interrompue tant que la table CAM sera incorrecte. Même avec un mécanisme de changement de topologie, cela peut prendre jusqu'à 15 secondes avant que le problème soit résolu. Pour résoudre rapidement ce problème, le commutateur A va transmettre un flot de trames sans contenu significatif avec les adresses MAC qu'il a dans sa table CAM comme adresses MAC sources. Dans ce cas une trame avec le host C comme adresse source est générée par le commutateur A. L'adresse MAC de destionation est une adresse MAC multicast propriétaire Cisco qui assure que la trame sera diffusée sur tout le réseau et mettra à jour toutes les tables CAM des autres commutateurs.

8 Ajout d'une nouvelle liaison Uplink
Racine P1 P2 A S C src: C Dest: Mcast Le débit auquel ces trames sont émises peut être configuré. Ajout d'une nouvelle liaison Uplink Dans le cas de la défaillance de liaison Uplink primaire, le remplacement est effectué automatiquement et immédiatement grâce au groupe Uplink . Que se passe-t-il quand un nouveau port est mis en service et que ce port, d'après les règles du Spanning-tree, doit logiquement être la nouvelle liaison Uplink primaire (port racine). Un exemple de ce cas se produit quand le port racine original P1 du commutateur A passe hors-service, que le port 2 prend le rôle du port P1, puis le port P1 repasse en service. Le port P1 a le droit de récupérer sa fonction de port racine. Est-ce-que Uplink Fast doit autoriser immédiatement le port P1 à reprendre sa fonction et à passer le port P2 en mode "Bloqué"? D1 D2 Racine P1 A P2 Non. Un basculement immédiat vers le port P1 bloquerait immédiatement le port P2 et passerait le port P1 en mode "Acheminement". Cela n'est pas réalisé pour les raisons suivantes : • Stabilité : Si la liaison Uplink est dans un état instable, il est préférable de ne pas introduire d'instabilité dans le réseau en la revalidant immédiatement. Nous pouvons garder la liaison Uplink existante temporairement. • Uplink Fast fonctionne uniquement sur les commutateurs d'accès. La seule chose qu Uplink Fast pourrait faire serait de passer le port P1 en mode "Acheminement" dès que celui est en service. Le problème est que le port P3 de D1 est aussi en train de passer en service et va suivre les règles du Spanning-tree.

9 Changements impliqués par Uplink Fast
D1 D2 P3 Même si P1 passe dans l'état "Acheminement", le port P3 restera bloqué pendant 30 secondes P1 A P2 Le blocage du port P2 et le passage en mode "Acheminement" du port P1 n'est d'aucune utilité dans ce cas. Le port P3 de D1 acheminera lorsqu'il aura exécuté les étapes Ecoute et Apprentissage dont chacune prend 15 secondes par défaut. La meilleure solution est de garder la liaison Uplink courante active et de maintenir le port P1 bloqué jusqu'à ce que le port P3 de D1 passe à l'état "Acheminement". Le basculement entre les ports P1 et P2 est différé de 2xForward_delay+5 sec (35 secondes par défaut). Ces cinq secondes laissent du temps aux autres protocoles pour la négociation ( DTP pour Etherchannel par exemple) Changements impliqués par Uplink Fast Uplink Fast est une fonctionnalité qui doit être validée sur les commutateurs d'accès. Pour être effective, cette fonctionnalité a besoin de ports "Bloqués" fournissant une connectivité redondante vers la racine. Aussi dès que Uplink Fast est configuré sur un commutateur, quelques paramètres du Spanning-tree sont ajustés pour effectuer ceci: • La priorité du commutateur est augmenté vers une valeur significative supérieure à la valeur par défaut.Ceci permet de s'assurer que le commutateur ne sera pas élu commutateur racine. Comme c'est un commutateur d'accès nous voulons avoir des ports à l'état "Bloqué". • Tous les ports du commutateur ont leur coût augmenté de 3000

10 Configuration de Uplink Fast
Cette section donne un exemple de configuration pas à pas de Uplink Fast. Nous allons utiliser le schéma de réseau suivant: Racine D1 D2 P2/1 P2/2 P2/1 A P2/2 Les commutateurs A, D1 et D2 sont tous des Catalyst 5000 avec CatOS 5.5. Nous nous concentrerons sur le commutateur A pour les opérations suivantes: • Affichage des paramètres par défaut du Spanning-tree • Configuration de Uplink Fast et vérification des paramètres du Spanning-tree • Augmenter le "Logging level" sur le commutateur A afin de voir les informations de debugging • Débrancher la liaison Uplink primaire entre A et D1 • Rebrancher la liaison Uplink primaire • Dévalider la fonctionnalité Uplink Fast sur le commutateur Affichage des paramètres par défaut du Spanning-tree Les paramètres par défaut du Spanning-tree du commutateur A sont les suivants: Note : Le port 2/2 est correctement "Bloqué", la valeur courante du coût pour les ports dépend de la bande passante (100 pour un port Ethernet, 19 pour un port Fast Ethernet) et la priorité du commutateur est égale à la valeur par défaut (32768). A>(enable) show spantree VLAN 1 Spanning tree enabled Spanning tree type ieee Designated Root b-cd-b4-09 Designated Root Priority Designated Root Cost Designated Root Port /1 Root Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID MAC ADDR d9-5a-a8-00 Bridge ID Priority Bridge Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec Port Vlan Port-State Cost Priority Portfast Channel_id 1/ not-connected disabled / not-connected disabled / forwarding disabled / blocking disabled / not-connected disabled / not-connected disabled / not-connected disabled 0 < affichage volontairement tronqué>

11 En utilisant la commande set logging level spantree nous augmentons le
Configuration de Uplink Fast et vérification du changement des paramètres du Spanning-tree Nous validerons Uplink Fast sur le commutateur A en utilisant la commande set spantree uplinkfast enable. Les paramètres suivants sont positionnés: A>(enable) set spantree uplinkfast enable VLANs bridge priority set to 49152 The port cost and portvlancost of all ports set to above 3000. Station update rate set to 15 packets/100ms. uplinkfast all-protocols field set to off. uplinkfast enabled for bridge. En utilisant la commande show spantree, nous pouvons voir les principales modifications: la priorité du pont commutateur est passée à et le coût des ports a été augmenté de 3000. A>(enable) show spantree VLAN 1 Spanning tree enabled Spanning tree type ieee Designated Root b-cd-b4-09 Designated Root Priority Designated Root Cost Designated Root Port /1 Root Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID MAC ADDR d9-5a-a8-00 Bridge ID Priority Bridge Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec Port Vlan Port-State Cost Priority Portfast Channel_id 1/ not-connected disabled / not-connected disabled / forwarding disabled / blocking disabled 0 < affichage volontairement tronqué> Augmenter le "Logging level" sur le commutateur A afin d'afficher les informations de debugging En utilisant la commande set logging level spantree nous augmentons le "logging level" pour le Spanning-tree ainsi nous pourrons avoir les informations détaillées affichées à l'écran durant le test. A>(enable) set logging level spantree 7 System logging facility for this session set to severity 7(debugging) A>(enable)

12 Débrancher la liaison Uplink primaire entre A et D1
A cette étape, nous débranchons le cable entre A et D1. Dans l'instant qui suit, vous pouvez voir que le port 2/1 passe hors-service et que le port 2/2 a été passé immé- diatement dans l'état "Forwarding". 2002 Dec 12 01:34:55 %SPANTREE-5-UFAST_PORTFWD: Port 2/2 in vlan 1 moved to forwarding(UplinkFast) 2002 Dec 12 01:34:55 %SPANTREE-6-PORTFWD: Port 2/2 state in vlan changed to forwarding 2002 Dec 12 01:34:55 %SPANTREE-7-PORTDEL_SUCCESS: Port 2/1 deleted from vlan 1 (LinkUpdPrcs) En utilisant la commande show spantree nous pouvons vérifier que le Spanning-tree a été immédiatement mis à jour. A>(enable) show spantree < affichage volontairement tronqué> Port Vlan Port-State Cost Priority Portfast Channel_id 1/ not-connected disabled / not-connected disabled / not-connected disabled / forwarding disabled 0 < affichage volontairement tronqué> Rebrancher la liaison Uplink primaire entre A et D1 A cette étape, la liaison Uplink primaire est manuellement connectée et remise en service. Nous pouvons voir que Uplink Fast force le port dans l'état "Bloqué" alors que la règle usuelle du Spanning-tree voudrait qu'il passe dans l'état "Ecoute". Au même moment, le port 2/2 qui devrait passer immédiatement en mode "Bloqué" d'après le Spanning-tree standard est laissé dans l'état "Acheminement". Uplink Fast force la liaison Uplink courante à l'état opérationnel tant que la nouvelle n'est pas opérationnelle. 2002 Dec 12 01:35:38 %SPANTREE-6-PORTBLK: Port 2/1 state in vlan 1 changed to blocking 2002 Dec 12 01:35:39 %SPANTREE-5-PORTLISTEN: Port 2/1 state in vlan 1 changed to listening 2002 Dec 12 01:35:41 %SPANTREE-6-PORTBLK: Port 2/1 state in vlan 1 changed to A>(enable) show spantree < affichage volontairement tronqué> Port Vlan Port-State Cost Priority Portfast Channel_id 1/ not-connected disabled / not-connected disabled / blocking disabled / forwarding disabled 0 < affichage volontairement tronqué>

13 directement dans l'état "Forwarding".
35 secondes après que le port 2/1 soit passé en service, Uplink Fast procède au basculement des liaisons Uplink, bloquant le port 2/2 et passant le port 2/1 directement dans l'état "Forwarding". 2002 Dec 12 01:36:15 %SPANTREE-6-PORTBLK: Port 2/2 state in vlan 1 changed to blocking 2002 Dec 12 01:36:15 %SPANTREE-5-UFAST_PORTFWD: Port 2/1 in vlan 1 moved to forwarding(UplinkFast) 2002 Dec 12 01:35:41 %SPANTREE-6-PORTFWD: Port 2/1 state in vlan 1 changed to forwarding A>(enable) show spantree < affichage volontairement tronqué> Port Vlan Port-State Cost Priority Portfast Channel_id 1/ not-connected disabled / not-connected disabled / forwarding disabled / blocking disabled 0 < affichage volontairement tronqué> Dévalider la fonctionnalité Uplink Fast sur le commutateur nous allons maintenant dévalider Uplink Fast en utilisant la commande set spantree uplinkfast disable. Seule la fonctionnalité est dévalidée par cette commande. Tous les changements tels le coût des ports et la priorité du commutateur restent validés. A>(enable) set spantree uplinkfast disable uplinkfast disabled for bridge. Use clear spantree uplinkfast to return to stp parameters to default. A>(enable)show spantree VLAN 1 Spanning tree enabled Spanning tree type ieee Designated Root b-cd-b4-09 Designated Root Priority Designated Root Cost Designated Root Port /1 Root Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID MAC ADDR d9-5a-a8-00 Bridge ID Priority Bridge Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec Port Vlan Port-State Cost Priority Portfast Channel_id 1/ not-connected disabled / not-connected disabled / forwarding disabled / blocking disabled 0 < affichage volontairement tronqué>

14 Configuration de Uplink Fast sur d'autres commutateurs
Nous pouvons maintenant utiliser la commande clear spantree uplinkfast. Cette commande permet non seulement de dévalider la fonctionnalité Uplink Fast mais aussi de remettre les valeurs par défaut des paramètres du Spanning-tree A>(enable) clear spantree uplinkfast This command will cause all portcosts, portvlancosts, and the bridge priority on all vlans to be set to default. Do you want to conyinue (y/n) [n]? y VLANs bridge priority set to The port cost of all bridge ports set to default value. The portvlancost of all bridge ports set to default value. uplinkfast all-protocols field set to off uplinkfast disabled for bridge A>(enable)show spantree VLAN 1 Spanning tree enabled Spanning tree type ieee Designated Root b-cd-b4-09 Designated Root Priority Designated Root Cost Designated Root Port /1 Root Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID MAC ADDR d9-5a-a8-00 Bridge ID Priority Bridge Max Age 20 sec Hello Time 2 sec Forward Delay 15 sec Port Vlan Port-State Cost Priority Portfast Channel_id 1/ not-connected disabled / not-connected disabled / forwarding disabled / blocking disabled 0 < affichage volontairement tronqué> Configuration de Uplink Fast sur d'autres commutateurs La fonctionnalité Uplink Fast peut être validé/dévalidée sur les commutateurs de la série Catalyst 4000 et 6000 avec l'IOS Cisco ou l'IOS Natif et les commutateurs de la série Catalyst 2900XL/3500XL, 2950 et 3550 en utilisant les commandes suivantes: • spanning-tree uplinkfast - Utilisez cette commande en mode de configuration global pour valider Uplink Fast • no spanning-tree uplinkfast - Utilisez cette commande en mode de configuration global pour dévalider Uplink Fast • show spanning-tree - Utilisez cette commande pour afficher les informations du Spanning-tree

15 Conclusion Liste de commandes
La fonctionnalité Uplink Fast diminue de façon drastique le temps de convergence du Spanning-tree dans le cas d'une défaillance de liaison Uplink sur un commutateur d'accès. Cette fonctionnalité ne crée jamais de boucle Spanning-tree dans le réseau, même si elle ne respecte pas les règles du Spanning-tree. Uplink Fast interagit avec d'autres commutateurs qui utilisent les règles strictes du Spanning-tree. Uplink Fast est seulement effectif si le commutateur d'accès a des ports non auto-bouclés à l'état "Bloqué". Pour accroître la probabilité d'avoir des ports à l'état "Bloqué", le coût du port et la priorité du commutateur son modifiés. Ces ajustements de valeur sont efficaces sur un commutateur d'accès mais sont d'aucune utilité sur un commutateur central. Uplink Fast réagit uniquement sur défaillance d'une liaison Uplink primaire. Un port sur le commutateur d'accès doit passer physiquement hors service pour que Uplink Fast opère. Une autre fonctionnalité propriétaire Cisco , Backbone Fast, peut aider à améliorer le temps de convergence dans un réseau de commutateurs dans le cas d'une défaillance de liaison indirecte. Liste de commandes • clear spantree uplinkfast (CatOS) • set spantree uplinkfast (CatOS) • show spantree (CatOS) • set logging level (CatOS) • spanning-tree uplinkfast (Cisco IOS) • show spanning-tree (Cisco IOS)