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Comunicados
Cisco Loive 13, 14 et 15 Juin 2022

FabricPath: Nova tecnologia da Cisco para extensão da rede layer 2 sem a utilização do Spanning tree

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Felipe Lima
Beginner


O design das redes Ethernet tradicionais requer o término da conectividade layer 2 (redes Ethernet) na camada de Agregação ou Core para evitar problemas com domínios de broadcast e isolamento dos segmentos de rede ocasionados devido à falhas em equipamentos, o que acaba mudando a forma como o protocolo spanning tree se comporta. Devido às limitações do protocolo spanning tree, cada rede é composta de segmentos de rede que operam em camada 2 e camada 3, de forma a tirar vantagens das funcionalidades de roteamento (tais como: Múltiplos caminhos para o mesmo destino, convergência rápida e mecanismos de mitigação de loop como TTL, RPF) para extender sua rede, conforme a imagem abaixo (Imagem 1). A nova tecnologia da Cisco, Fabric Path, agrega os benefícios do roteamento feito em camada 3 às redes que funcionam em camada 2 (tais como Ethernet).


image001.jpg

                                                           Imagem 1

Devido à enorme utilização de tecnologias de virtualização e clustering, muitas organizações procuram extender seu domínios de camada 2 (layer 2) para vários data centers. Fabric Path pode provêr a solução para tal problema, pois ela possui funcionalidades que proveêm confiabilidade e Alta disponibilidade, uma dessas funcionalidades é a utilização do protocolo ISIS. A imagem 2 mostra os pontos chaves do FabricPath através de ambas as perspectivas (Layer 2 e Layer 3).

image003.jpg

                                                                      Imagem 2

Atualmente, a tecnologia Fabric Path está disponível apenas em módulos F1-Series dos equipamentos Nexus 7000 series. FabricPath é derivado do padrão de T.I da tecnologia TRILL, porém com muitas funcionalidades adicionais e a melhoria de outras já existentes. A comutação FabricPath permite o encaminhamento através de múltiplos caminhos de camada 2 sem utilizar o protocolo spanning-tree. O FabricPath utiliza o protocolo ISIS de camada 2 como seu control-plane*. O processo ISIS utilizado pelo FabricPath é diferente do que o processo ISIS que roda na camada 3.

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Mecanismo de encaminhamento do FabricPath:

O FabricPath cria “árvores” da mesma forma que o spanning-tree porém ele utiliza um controle baseado em link utilizando o protocolo ISIS, em vez de utilizar o vetor distância usado pelo spanning tree. E é por isso que não tem loop. Isso permite ao FabricPath estar em estado Fowarding em todos as suas portas (Permite até 16 portas nesse estado) sem nenhuma em estado Blocked. Ele também permite convergências rápidas em caso de falhas similares à que ocorre em protocolos de roteamento.Como mostra a imagem 3, a topologia da rede é composta de switches ingress e switches egress (switchs de borda) que são conectados aos hosts e switches de core para prover as conexões para interligar todos os switchs de borda. Os switchs de borda podem ter portas conectadas à rede ethernet convencional, com isso, eles tem interfaces que fazem parte do FabricPath e outras que fazem parte da rede Ethernet. Para encaminhar o trafégo para múltiplos destinos, o FabricPath cria “árvores”. Depois de eleger as raizes (roots) comuns para a rede Layer 2, as “árvores” dessas raizes são calculadas a partir da tabela de roteamento compartilhada pelo IS-IS de camada 2. Na topologia FabricPath, cada switch ganha um ID único, conforme mostra a imagem 3, para criar a tabela de roteamento Layer 2. O switch ingress determina a “árvore” que será usada neste fluxo de mensagens, e adiciona um identificador único de árvore no cabeçalho do Fabric Path.

A imagem 3 mostra a tabela de roteamento do Fabric Path de cada switch. Como dito anteriormente, uma vez que a raiz da árvore é escolhida, a raiz designa ID’s dinâmicos para os membros.

image004.jpg

     Imagem 3

Uma das principais melhorias do FabricPath é que, nem todos os switch de camada 2 do domínio FabricPath precisam aprender todos os endereços MAC’s da topologia, o que ajuda na escalabilidade das tabelas de endereços MAC. Na imagem 4 podermo ver a tabela de endereços MAC do host A, aonde nos mostra que o host B está conectado localmente na rede Ethernet convencional, enquanto que o host C e D estão conectados através do FabricPath aos switchs remotos 101 e 200. Quando o host A precisa enviar tráfego para o host C e o endereço MAC do host C não é conhecido, ele realiza flood do tráfego para a raiz da árvore, e então a raiz encaminha os pacotes para todos os switchs membros. Se o destino não é conhecido por algum determinado switch de borda, o switch descarta aquele quadro e não aprende o endereço MAC dele. Porém, se o destino do quadro é conhecido por este switch, ele irá guardar o endereço MAC. Para ajudar a reduzir as entradas de endereços MAC da tabela, os switchs do núcleo (core) do Fabric Path nunca aprendem endereços MAC.


image005.jpg

                                        Imagem 4

Configuração do FabricPath:


O FabricPath é bem simples de se configurar. Para configurar uma rede FabricPath básica, siga os seguintes passos em cada dispositivo que irá compor tal rede:

·         Habilite a funcionalidade de FabricPath em cada dispositivo.

switch# config t

switch(config)# feature-set fabricpath

·         Configure as interfaces FabricPath.

Switch(config)# interface ethernet 1/1

Switch(configif)# switchport mode fabricpath

·         Defina a VLAN como modo FabricPath. Por padrão, a VLAN vem configurada para funcionar no modo ethernet.

switch(config)# vlan10

switch(config-vlan)# mode fabricpath

Para mais informações sobre a funcionalidade FabricPath, visite o site da Cisco. (www.cisco.com)


Fonte: https://supportforums.cisco.com/community/netpro/network-infrastructure/switching/blog/2011/01/27/fabricpath-cisco-s-new-technology-of-extending-layer-2-network-without-spanning-tree


*Control-plane:. É a parte da arquitetura dos equipamentos que define o que deve ser feito com os pacotes que chegam em alguma de suas interfaces.

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