1 © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Анастасия Марченко Системный Инженер 26.10.2012
1 © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Анастасия Марченко Системный Инженер
26.10.2012
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 2
• Ознакомить Вас с техническими деталями и особенностями работы технологии Cisco FabricPath, такими как сценарии использования, взаимодействие со средой стандартного Ethernet и индустриальным стандартом TRILL
2
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 3
• Общее представление FabricPath
• Технические детали работы FabricPath
• Сравнение FabricPath и TRILL
• Дизайн сети с использованием FabricPath
• Заключение
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 4
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 5
• Требование приложений • Мобильность виртуальных машин • Гибкость и простота при подключении серверов
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 6
POD POD POD
• Преимущества L2 ограничены в рамках POD
L3 L2
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 7
• Расширяем STP на всю сеть
STP
L3 L2
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 8
• Локальные проблемы с STP влияют на всю сеть, устранение проблем тем сложнее чем больше L2 домен
• STP блокирует линки во время сходимости
• Топология Дерева подразумевает неоптимальность пути
• STP не позволяет балансировать нагрузку в рамках VLAN
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 9
“FabricPath совмещает преимущества Layer 3 маршрутизации с гибкостью Layer 2 коммутации”
Простая конфигурация Plug & Play Гибкость
Множество путей (ECMP)
Быстрая сходимость Масштабируемость
Коммутация Маршрутизация
FabricPath
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 10
MAC IF
A e1/1
… …
B s8, e1/2
FabricPath
A B
s3 s8
e1/1 e1/2
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 11
Equal Cost Multi-Pathing
FabricPath
A B
s3 s8
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 12
Conversational Learning
FabricPath
A B
s3 s8 s5
e1/1 e1/2
MAC IF
A e1/1
… …
B s8, e1/2
MAC IF
… …
MAC IF
A s1,e1/1
… …
B e1/2
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 13
FabricPath
A
s3 s8 s7
B
s4
VLAN X
VLAN Y
VLAN Z
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 14
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 15
L1 L2 L3
L4
FabricPath
S100 S200 S300 S400
S10 S20 S30 S40
FabricPath Routing Table
Switch IF
S10 L1
S20 L2
S30 L3
S40 L4
S200 L1, L2, L3, L4
… …
S400 L1, L2, L3, L4
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 16
Classical Ethernet (CE)
S10 S20 S30 S40
S100 S200 S300
1/1 S300: CE MAC Address Table
MAC IF B 1/2 … …
MAC IF B 1/2 A S100
1/2
S300: FabricPath Routing Table
Switch IF
… …
S100 L1, L2, L3, L4
FabricPath (FP)
Switch ID space: Routing decisions are made based on the FabricPath routing table
MAC address space: Switching based on MAC address tables
S100 è S300 A è B
A B
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 17
CE Edge Ports
FP Core Ports
Spine Switch
Leaf Switch
Интерфейс подключенный к обычным Ethernet устройствам Отправляет/получает стандартные 802.3 Ethernet фреймы Участвует в STP Форвардинг по таблице MAC адресов
Classical Ethernet (CE)
S10 S20 S30 S40
S100 S200 S300
1/1 1/2
FabricPath (FP)
A B
Интерфейс подключенный к другому FabricPath устройству Отправляет/получает трафик с FabricPath заголовком Не запускает STP Не изучает MAC -адреса Обменивается информацией о топологии с помощью L2 ISIS Форвардинг по ‘Switch ID Table’
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 18
• Switch ID – Уникальный идентификатор для каждого FabricPath коммутатора
• Sub-Switch ID – Идентифицирует устройства/хосты подключенные через VPC+
• Port ID – Идентифицирует интерфейс источника/получателя • Ftag (Forwarding tag) – Уникальный номер определяющий топологию/
multidestination distribution tree • TTL –Уменьшается на каждом хопе для предотвращения петель
Cisco FabricPath Фрейм
Классический Ethernet Фрейм DMAC SMAC 802.1Q Etype CRC Payload
DMAC SMAC 802.1Q Etype Payload CRC (new)
FP Tag (32)
Outer SA (48)
Outer DA (48)
Endnode ID (5:0)
Endnode ID (7:6)
U/L
I/G
RS
VD
O
OO
/DL
Etype
6 bits 1 1 2 bits 1 1 12 bits 8 bits 16 bits 10 bits 6 bits 16 bits
Switch ID Sub Switch ID Ftag TTL Port ID
Original CE Frame
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 19
S10 S20 S30 S40
S100 S101 S200 FabricPath
Root for Tree 1
Root for Tree 2
S10
S100
S101
S200
S20
S30
S40
Logical Tree 1
S40
S100
S101
S200
S10
S20
S30
Logical Tree 2
Root Root
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 20
S10 S20 S30 S40
S100 S101 S200 FabricPath
Root for Tree 1
Root for Tree 2
MAC A MAC B
Multidestination Trees on Switch 100
Tree IF
1 L1,L2,L3,L4
2 L4
DMAC→FF
SMAC→A
Payload
DSID→FF Ftag→1
SSID→100
Broadcast →
DMAC→FF
SMAC→A
Payload
Multidestination Trees on Switch 10
Tree IF
1 L1,L5,L9
2 L9
L1 L2 L4 L3
L5 L6 L7 L8
L9 L10 L11 L12
Ftag →
Ftag →
DMAC→FF
SMAC→A
Payload
DSID→FF Ftag→1
SSID→100
FabricPath MAC Table on S200 MAC IF/SID
Multidestination Trees on Switch 200
Tree IF
1 L9
2 L9,L10,L11,L12
FabricPath MAC Table on S100 MAC IF/SID MAC IF/SID
A e1/1 (local)
DMAC→FF
SMAC→A
Payload
Learn MACs of directly-connected devices unconditionally
Don’t learn MACs in flood frames
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 21
S10 S20 S30 S40
S100 S101 S200 FabricPath
MAC A MAC B
Multidestination Trees on Switch 100
Tree IF
1 L1,L2,L3,L4
2 L4
DMAC→A
SMAC→B
Payload
DSID→FF Ftag→1
SSID→200
Ftag →
DMAC→A
SMAC→B
Payload
Multidestination Trees on Switch 10
Tree IF
1 L1,L5,L9
2 L9
Ftag →
Unknown →
DMAC→A
SMAC→B
Payload
DSID→FF Ftag→1
SSID→200
FabricPath MAC Table on S200 MAC IF/SID
Multidestination Trees on Switch 200
Tree IF
1 L9
2 L9,L10,L11,L12
FabricPath MAC Table on S100 MAC IF/SID
A e1/1 (local) DMAC→A
SMAC→B
Payload
MAC IF/SID
B e12/2 (local)
A → MAC IF/SID
A e1/1 (local)
B S200 (remote)
L1 L2 L4 L3
L5 L6 L7 L8
L9 L10 L11 L12
A → If DMAC is known, then learn remote MAC
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 22
FabricPath MAC Table on S200 MAC IF/SID
B e12/2 (local)
FabricPath MAC Table on S100 MAC IF/SID
A e1/1 (local)
B S200 (remote)
S10 S20 S30 S40
S100 S101 S200 FabricPath
MAC A MAC B S200 → DMAC→B
SMAC→A
Payload
L1 L2 L4 L3
L5 L6 L7 L8
L9 L10 L11 L12
S200 →
DMAC→B
SMAC→A
Payload
DSID→200 Ftag→1
SSID→100
MAC IF/SID
A S100 (remote)
B e12/2 (local)
DMAC→B
SMAC→A
Payload
B → B →
FabricPath Routing Table on S100
Switch IF
S10 L1
S20 L2
S30 L3
S40 L4
S101 L1, L2, L3, L4
… …
S200 L1, L2, L3, L4
DMAC→B
SMAC→A
Payload
DSID→200 Ftag→1
SSID→100
FabricPath Routing Table on S30
Switch IF
… …
S200 L11
FabricPath Routing Table on S30
Switch IF
… …
S200 – S200 →
Hash
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 23
• Control plane: IGMP snooping работает как обычно на классических портах FabricPath устройств FabricPath IS-IS изучает принадлежность к мультикастовым группам FabricPath edge свитчи анонсируют интерес к мультикастовым группам используя GM-LSPs, на основании которых строятся “урезанные деревья” для каждой группы в каждом multidestination tree
• Data plane: Аппаратно выбирается одно из двух multidestination tree для каждого потока с использованием hash-функции Когда дерево выбрано малтикастовый трафик распространяется с учетом “урезанных деревьев”
FabricPath IP Multicast
23
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 24
Data Traffic
FabricPath MAC Table
Rcvr-G2
Src-G2
Rcvr-G2
FabricPath S100
S300
S200
Root 1
Root 2
Mrouter
Ftag 1 Ftag 2
po20
po50
po30
Tree (Ftag) VLAN Group SID IFs
1 10 G2 S100,S200 po20, po50
2 10 G2 S100,S200 po30, po50
FabricPath Multicast Trees VLAN Tree (Ftag)
10 1
10 2
Packet data →
Hash
→ → Tree 1 →
24
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 25
Rcvr-G2
Src-G2
Rcvr-G2
FabricPath S100
S300
S200
Root 1
Root 2
Mrouter
Ftag 1 Ftag 2
po300
po3
Data Traffic
FabricPath MAC Table
Tree (Ftag) VLAN Group SID IFs
1 10 G2 S100,S200 po3,po200
2 10 G2 S100,S200 po3,po200
Tree 1 →
po200
25
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 26
Data Traffic
Rcvr-G2
Src-G2
Rcvr-G2
FabricPath S100
S300
S200
Root 1
Root 2
Ftag 1 Ftag 2
po40 e1/13
FabricPath MAC Table
Tree (Ftag) VLAN Group SID IFs
1 10 G2 S100,S200 po20,e1/29
2 10 G2 S100,S200 po20,e1/29
Tree 1 →
po10
po20
e1/29
FabricPath MAC Table Tree (Ftag) VLAN Group SID IFs
1 10 G2 S100,S200 po10,e1/13
2 10 G2 S100,S200 po10,e1/13
Tree 1 →
Data Traffic
26
Mrouter
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 27
IGMP Reports
IGMP Reports
FabricPath
S100
S300
S200
Root of Tree 1
Root of Tree 2
Mrouter
IGMP snooping
IGMP snooping
IGMP snooping
GM-LSPs
GM-LSPs
Receiver G2
Receiver G1 Receiver G2
Source G1 Source G2 PIM Hellos
Ftag 1 Ftag 2
27
IS-IS строит «урезаные» деревья используя протокол GM-LSPs
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 28
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 29
• TRILL – это IETF стандарт для Layer 2 multipathing
• Разрабатывается многими производителями, включая Cisco
• Оборудование Cisco которое поддерживает FabricPath также совместимо с TRILL
http://datatracker.ietf.org/wg/trill/
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 30
TRILL Encapsulation
FabricPath Encapsulation
A s1 s2 s3
s2 s1 s3 s1 A B Data s3 s2 s3 s1 A B Data A B Data A B Data
B
s3 s1 A B Data A B Data A B Data s3 s1 A B Data
s4 End-to-End (Nicknames)
Hop-by-Hop (MACs)
End-to-End (Switch IDs)
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 31
Topology 0
FabricPath
Topology 1
Topology 2
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 32
FabricPath TRILL
Frame routing (ECMP, TTL, etc…)
Yes Yes
vPC+ Yes No
Multiple topologies Yes No
Conversational learning Yes No
Inter-switch links Point-to-point only Point-to-point OR shared
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 33
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 34
Nexus 7000 и 5000
N7K-‐F248XP-‐25
N7K-F132XP-15
N5K-‐C5548UP-‐FA
N5K-‐C5596UP-‐FA
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 35
Одна команда на FabricPath Core port интерфейсе
N7K(config)# feature-set fabricpath N7K(config)# interface ethernet 1/1 N7K(config-if)# switchport mode fabricpath
Одна команда для Vlan FabricPath
F1
F1 FabricPath Core Port
Classical Ethernet Edge Port
S100(config)# vlan 10 S100(config-vlan)# mode ? ce Classical Ethernet VLAN mode fabricpath Fabricpath VLAN mode S100(config-vlan)# mode fabricpath S100(config-vlan)#
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 36
CE Edge Ports
FabricPath
Classical Ethernet (STP)
✖ STP Domain 1
STP Domain 2
FabricPath (no STP)
BPDU BPDU
STP Domain
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 37
L3 Domain
L3 edge/spines Форвардинг по Switch-id
Nexus 2000 Опцилнальный vPC на доступе
Домен FabricPath Nexus 5000
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 38
Site 1
Site 2 Site 4
Site 3
FabricPath FabricPath
FabricPath
FabricPath
FabricPath
Dark fiber interconnect (DWDM)
Достоинства: Диалоговое выучивание MAC адресов
Надежная L2 инфраструктура без STP
Лёгкая интеграция с существующими ЦОД
Ограничения: Требует использования FabricPath соединений на всём транспорте
Использует Flooding неизвестных адресов
Нет подавления широковещания Затруднена локализация FHRP для оптимизации пути
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 39
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 40
• FabricPath поддерживается коммутаторами Cisco Nexus и уже используется заказчиками
• FabricPath это простая технология, сохраняет все положительные характеристики L2 Прозрачен для протоколов L3 Простая конфигурация и развертывание, не надо планировать адресацию
• FabricPath эффективен Балансировка трафика между эквивалентными путями Оптимальный путь между двумя узлами
• FabricPath хорошо масштабируется Может расширять домены второго уровня без рисков L2 (маршрутизация фреймов, TTL)
• FabricPath обеспечивает гибкий дизайн и простую интеграцию в существующую сеть
Спасибо! Просим Вас оценить эту лекцию. Ваше мнение очень важно для нас.