Perle Systems - Technischer Hinweis

Erweiterte Protokolle in industriellen Managed Switches

Optimierung der Leistung und Intelligenz des Netzwerks

Oft ist die Einführung von normbasierten, interaktiven Protokollen wie beispielsweise dem LLDP (Link Layer Discovery Protocol) das, was Unternehmensnetzwerke von den von kleinen bis mittelständischen Unternehmen eingeführten Netzwerken unterscheidet. Diese Protokolle ermöglichen es Endgeräten, Switchen und Routern im Netzwerk zu interagieren und ihre spezifischen Konfigurationen und Anforderungen zu kommunizieren und so die Leistung und Intelligenz des gesamten Netzwerks zu optimieren.

Die unten diskutierten Erweiterten Protokolle werden in Industriellen Managed Switchen von Perle mit der PRO-Softwarefunktionsgruppe unterstützt.

LLDP

LLDP (Link Layer Discovery Protocol) gemäß IEEE 802.1AB ist ein Neighbor Discovery Protocol, das für Netzwerkgeräte verwendet wird, um Informationen über sich selbst oder andere Geräte auf dem Netzwerk anzuzeigen. Dieses Protokoll läuft über die Datenverbindungsschicht, die es zwei Systemen mit verschiedenen Netzwerkschichtprotokollen erlaubt, von einander über TLVs (Type-Length-Value) zu erfahren.

LLDP Media Endpoint Discovery ist eine Erweiterung des LLDP, die zwischen Endpunktgeräten wie IP-Telefonen und Netzwerkgeräten wie Switches betrieben wird. Sie bietet eine besondere Unterstützung für Voice Over IP (VoIP)-Anwendungen und bietet zusätzliche TLVs für die Fähigkeitenentdeckung, die Netzpolitik, Power-over-Ethernet, das Bestandsmanagement und Standortinformationen.

Industrial Managed Switches
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GVRP

Generic Attribute Registration Protocol (GARP) VLAN Registration Protocol (GVRP) ist eine Anwendung, die in der IEEE 802.1Q- Norm definiert wurde und die Steuerung von VLANs ermöglicht. Mit GVRP kann der Switch VLAN-Konfigurationsinformationen mit anderen GVRP-Switches austauschen, unnötigen Broadcast und unbekannten Unicast-Verkehr reduzieren und dynamisch VLANs auf Switches erstellen und verwalten, die über 802.1Q Trunk-Ports verbunden sind.

Voice-VLANs

Voice-VLANs ermöglichen das Trennen, Priorisieren und Authentifizieren von Sprachverkehr, der sich durch das Netzwerk bewegt. Sie beugen der Möglichkeit von Broadcast Storms vor, die den VoIP-Betrieb (Voice-over-IP) beeinträchtigen. Wenn ein IP-Telefon mit einem Access Port verbunden ist, ermöglicht das Voice-VLAN die Verwendung eines VLANs für den Sprachverkehr und eines anderen VLANs für den Datenverkehr von einem mit dem Telefon verbundenen Ethernet-Gerät.

MSTP – Spanning Tree Protocol

Wenn Switches so verbunden sind, dass ein Brücken-Loop entsteht, können leistungsbeeinträchtigende Broadcast Storms entstehen. Um dies zu verhindern, wurden über die Jahre verschiedene Spanning Tree Protocol-Normen entwickelt.

RSTP (IEEE 802.1w), das mit dem ursprünglichen und viel langsameren Spanning Tree Protocol (STP) untragbar ist, nutzt die Vorteile einer Punkt-zu-Punkt-Verkabelung und bietet eine schnelle Konvergenz des Spanning Tree. Die Neukonfiguration des Spanning Tree kann weniger als 1 Sekunde dauern.

MSTP wurde ursprünglich in IEEE 802.1s definiert, ist nun in IEEE 802.1Q-2014 integriert und definiert eine Erweiterung des RSTP für die Verwendung mit VLANs. Das Multiple Spanning Tree Protocol konfiguriert einen separaten Spanning Tree für jede VLA-Gruppe und blockt alle bis auf einen der möglichen alternativen Pfade innerhalb jedes Spanning Tree.

Multicast-Management

IP-Multicast-Frames werden für die zeitgleiche Kommunikation zwischen einem Server und einer Anzahl an Geräten verwendet. Diese Frame-Typen werden beispielsweise in Video- und Industrieanwendungen verwendet.

Um dabei zu helfen, die Anzahl an Multicast-Frames, die auf jedes Gerät ausgebreitet werden, ob sie Teil der Zielgruppe sind oder nicht, einzuschränken, wird von Layer-2-Switchen eine Reihe an Techniken ausgeführt

  • IPV4 IGMP-Snooping: Das Internet Group Management Protocol (IGMP) schränkt die Überflutung des Multicast-Verkehrs ein, indem die Layer-2-Schnittstellen dynamisch so konfiguriert werden, dass der Multicast-Verkehr nur zu den mit den IP-Multicast-Geräten verbundenen Schnittstellen weitergeleitet wird.
  • IPV6 MLD-Snooping: Mit dem MLD-Snooping (Multicast Listener Discovery) werden IPv6-Multicast-Daten selektiv an eine Liste an Ports weitergeleitet, die diese Daten erhalten wollen, anstatt alle Ports in einem VLAN damit zu fluten. Diese Liste wird durch das Ausspionieren von IPv6-Multicast-Steuerpaketen erstellt
  • GARP Multicast Registration Protocol (GMRP) bietet eine eingeschränkte Multicast-Überflutungseinrichtung, die dem IGMP-Snooping ähnlich ist. GMRP stellt einen Mechanismus bereit, mit dem Brücken und Endstationen Gruppenmitgliedsinformationen dynamisch bei den MAC-Brücken registrieren können, die mit demselben LAN-Segment verbunden sind und es wird außerdem ermöglicht, dass diese Informationen über alle Brücken im überbrückten LAN, das erweiterte Filterdienstleistungen unterstützt, verbreitet werden.
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