路由透明協(xié)議(TRILL)的介紹
透明協(xié)議是IETF推薦的連接層網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),簡稱TRILL,它具有很高的重要性,因?yàn)榇笮蛿?shù)據(jù)中心開始利用以太網(wǎng)光纖通道等新技術(shù)將存儲傳輸和IP傳輸融合到以太網(wǎng)連接上,而標(biāo)準(zhǔn)的生成樹協(xié)議(STP)將不再適合融合網(wǎng)絡(luò)或超大型數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展,這就需要透明協(xié)議來支持了。
一、以前我們一般采用STP,其的弱點(diǎn)是它是在超小型集線器年代設(shè)計(jì)的,其年代甚至在交換機(jī)之前。雖然STP有幾種分類型,但是從設(shè)計(jì)上來說,它的設(shè)計(jì)是確保到一個特定點(diǎn)的連接只有一個路徑。STP的目標(biāo)是創(chuàng)建一個無環(huán)路的架構(gòu)。當(dāng)然,幾乎所有網(wǎng)絡(luò)都有冗余路徑。
通過STP,所有這些冗余路徑都被阻止了。隨著環(huán)境的擴(kuò)張,多個路由器和更多的路徑被加入到架構(gòu)中,但是STP仍然會阻止所有路徑,只留下一個路徑。
二、當(dāng)活躍路徑發(fā)生故障的時候,網(wǎng)絡(luò)必須在新路徑上重新融合。在大型網(wǎng)絡(luò)中,重融合過程需要花費(fèi)幾秒鐘時間。雖然這看起來還可以為標(biāo)準(zhǔn)IP通信所接受,但是對于存儲或融合網(wǎng)絡(luò)來說就不可接受了,特別是那些有虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡(luò),STP的另一個弱點(diǎn)就是從網(wǎng)絡(luò)帶寬的角度來看STP并不是非常有效率。
三、首先,所有被阻止的路徑都代表著閑置的帶寬。單位帶寬的增加意味著有越來越多的帶寬沒有得到利用。其次,活躍路徑可能并不是兩個設(shè)備之間最有效或最短的通信路徑。
其實(shí),STP上的數(shù)據(jù)經(jīng)常采用的是網(wǎng)絡(luò)上的"優(yōu)美路徑"而不是直接的或最短的可用路徑。這個缺點(diǎn)不僅會影響存儲,對虛擬環(huán)境下實(shí)時虛擬機(jī)遷移也是不利的。將虛擬機(jī)或應(yīng)用程序遷移到另一個服務(wù)器可能需要通過幾個路徑和交換機(jī),而次優(yōu)的路徑選擇只會使性能變得更差。虛擬機(jī)(VM)遷移也需要同主路徑上的其他傳輸相競爭。實(shí)際上,許多大型虛擬環(huán)境會設(shè)置一個專用的VM遷移網(wǎng)絡(luò)。
四、如果利用好前述被阻止的路徑,也就是說通過原先被STP閑置的路徑來遷移虛擬機(jī),那么事情將簡單許多,TRILL的一個目標(biāo)就是尋找最短可用路徑并利用這個路徑。要做到這一點(diǎn)需要了解整個拓?fù)湟约爱?dāng)時當(dāng)下的網(wǎng)絡(luò)利用情況。
在生成樹設(shè)計(jì)的年代,集線器/交換機(jī)硬件不能存儲整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置情況,其結(jié)果是,每個路徑,無論是活躍的還是非活躍的,都必須可以處理峰值負(fù)荷。TRILL"知道"整個架構(gòu)并知曉如何有效利用這個架構(gòu),因此網(wǎng)絡(luò)可以得到更有效的利用,不需要每個單元都可以處理峰值負(fù)荷。
五、TRILL實(shí)際上將網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷分解到多個路徑上,從而更有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬。通過在L2網(wǎng)絡(luò)上增加多路徑功能,TRILL解放了網(wǎng)絡(luò)帶寬并使得L2網(wǎng)絡(luò)更加具有彈性和更加適合虛擬化環(huán)境,由于以前沒有TRILL,大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)受限于STP的限制,必須構(gòu)建多層網(wǎng)絡(luò),也就是邊緣或訪問層的第二層架構(gòu)以及聚合層的第三層網(wǎng)絡(luò)。最后,再在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的其他層設(shè)置核心路由協(xié)議。這是過去十多年來網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的主要方式。
六、這種設(shè)計(jì)的想法是在STP的限制范圍內(nèi)將第二層網(wǎng)絡(luò)分區(qū)到其他層。這樣,在發(fā)生故障或需要重新融合傳輸?shù)臅r候,重計(jì)算過程可以保持在可以接受的時間范圍內(nèi),這種方式的缺點(diǎn)就是這種類型的網(wǎng)絡(luò)的成本比較高。
首先,第三層或路由端口要比第二層交換端口更貴。你部署得越多,架構(gòu)的成本就越高。在環(huán)境中引入第三層網(wǎng)絡(luò)的第二個缺點(diǎn)就是它很復(fù)雜,需要持續(xù)的跟蹤和管理。對于如今專業(yè)分工越來越細(xì)的IT人員來說,復(fù)雜性是應(yīng)該避免的。
七、這種設(shè)計(jì)也使得動態(tài)數(shù)據(jù)中心難以實(shí)現(xiàn)隨需服務(wù)的目標(biāo)。在有第三層的情況下,將帶寬從第二層網(wǎng)絡(luò)遷移到其他層網(wǎng)絡(luò)需要細(xì)致的規(guī)劃,而且靈活性受到限制。由于這種因素,在部署實(shí)施第三層網(wǎng)絡(luò)后,它只能適用于相對較小的規(guī)模,而且大部分情況下,數(shù)據(jù)中心需要面對STP的低效性。
隨著融合網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)發(fā)展和擴(kuò)展,生成樹的限制將越來越突出,而連接重融合所需的時間將成為更大的挑戰(zhàn),尤其是對存儲或虛擬服務(wù)器架構(gòu)。FCoE要求無損的以太網(wǎng)傳輸。
八、融合增強(qiáng)型以太網(wǎng)和DCB可以提供無損的以太網(wǎng)。除了帶來L2多路徑功能外,TRILL還使得多躍點(diǎn)FCoE成為可能,因此通過TRILL,管理員和工程師有機(jī)會在數(shù)據(jù)中心中采用更復(fù)雜的技術(shù),隨著FCoE市場滲透率的提高,企業(yè)存儲將開始加入IP網(wǎng)絡(luò)的其他協(xié)議。利用FCoE和DCB進(jìn)行融合的結(jié)果就是架構(gòu)的效率提高,同時它們所能連接的端點(diǎn)的數(shù)量至少可以翻一倍。
利用TRILL的虛擬化技術(shù)可以使得環(huán)境更加動態(tài)化??偠灾W(wǎng)絡(luò)融合使得數(shù)據(jù)中心更加大型化、更加富有彈性,這也是我們想要的結(jié)果,看到這里相信有少人開始考慮對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造,只要你做好必要的準(zhǔn)備,那么就一定會成功的。