15焦点大二层技术对比分析-李蔚

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1、大二层技术对比分析文/袁欣如前文所述，传统的数据中心汇聚交换机作为网关，为了提高HA性能，基本都采用双机冗余建设模式。随着数据中心进入虚拟化吋代，接入服务器的规模飞速增加，虚拟服务器的规模出现级数增加。同时，更多的客户要求在同一个二层网络内，任意两台虚拟服务器之间要做无阻塞的快速交换。这就导致作为网关的汇聚交换机出现容量不足而降低整网性能，因此耑要采用新得技术有效的增加汇聚交换机的容量，同时还必须采川有效的技术提高接入到汇聚交换机之间的带宽利川率。前面几篇文章介绍了各种可用于的数据中心二层网络扩展的技术，本文将就这儿类技术做一下对比。1传统STP技术应用分析STP是I

2、EEE802.1D中定义的一个应用于以太网交换机的标准，这个标准为交换机定义了一组规则川于探知链路层拓扑，并对交换机的链路层转发行力进行控制。如果STP发现网络中存在环路，它会在环路上选择一个恰当的位置阻塞链路上的端口一一PJI止端口转发或接收以太网帧，通过这种方式消除二层网络中可能产生的广播风暴。然而在实际部署中，为确保网络的高可用性，无论是数据中心网络还是园区网络，通常都会采用具有环路的物理拓扑，并采用STP阻塞部分端口的转发。对于被阻塞端口，只有在处于转发状态的端口及链路发生故障时，才可能被STP加入到二层数据帧的转发树中。根图1STP引起的带宽利用率不足的问题

3、STP的这种机制导致了二层链路利用率不足，尤其是在网络设备具有全连接拓扑关系时，这种缺陷尤为突出。如图1所示，当采用全网STP二层设计时，STP将阻塞大多数链路，使接入到汇聚间带宽降至1/4,汇聚至核心间带宽降至1/8。这种缺陷造成越接近树根的交换机，端口拥塞越严重，造成的带宽资源浪费就越可观。可见，STP可以很好地支持传统的小规模范围的二层网络，但在一些规模部署虚拟化应用的数裾屮心內（或数裾屮心之间），会出现大范围的二层网络，STP在这样的网络中应用存在严重的不足。主要表现为以下问题（如图2所示）。图2STP的低效路径问题示意图1.低效路径•流fi绕行N-1跳•路由

4、网络只需N/2跳其至更短2.带宽利川率低•阻断环路，屮断链路•大量带宽闲置•流量容易拥塞3.可靠性低•秒级故障切挽•对设备的消耗较大4.维护难度大•链路引起拓扑变化复杂•容易引发广播风暴•配置、管理难度随着规模增加剧增由于STP存在以上种种不足，其难以胜任大规模二层网络的管理控制。2IRF技术应用分析H3CIRF（IntelligentResilientFramework）是N:1网络虚拟化技术。IRF可将多台网络设备（成员设备）虚拟化为一台网络设备（虚拟设备），并将这些设备作为单一设备管理和使用。TRF虚拟化技术不仅使多台物理设备简化成一台逻辑设备，同时网络各层之间

5、的多条链路连接也将变成两台逻辑设备之间的直连，闪此可以将多条物理链路进行跨设备的链路聚合，从而变成了一条逻辑链路，增加带宽的同时也避免了巾多条物理链路引起的环路问题。如图3所示，将接入、汇聚与核心交换机两两虚拟化，层与层之间采用跨设备链路捆绑方式互联，整网物理拓扑没有变化，但逻辑拓扑上变成了树状结构，以太帧延拓扑树转发，不存在二层环路，且带宽利用率最高。朴化36。虚拟化曰的0»拓扑图3基于IRF构建二层网络简单来说，利用IRF构建二层网络的好处包括：*简化组网拓扑结构，简化管理*减少了设备数量，减少管理工作量•多台设备合并后可以有效的提尚性能•多台设备之间可以实现无缝

6、切换，有效提高M络HA性能目前，IRF技术实现框式交换机堆叠的窬量最大为四台，也就是说使用IRF构建二层网络时，汇聚交换机最多可达4台。举例来说，汇聚层部署16业务槽的框式交换机（4块上行，12块下行），配置业界最先进的48端门线速万兆单板。考虑保证上下行1:4的收敛比，汇聚交换机下行的万兆端口数量48*12=576。接入交换机部署4万兆上行，48千兆下行的盒式交换机。4台旧F后的汇聚交换机可以在二层无阻塞的前提下接入13824台双网卡的千兆服务器，可满足国内绝大部分客户的二层组网需求。少部分客户期望其服务器资源池可以有效扩充到2万台甚至更大。这样，就需要其他技术提供

7、更大的网络容量。3TRILL技术应用分析TRILL网络核心层CoreRBridg©TWU网络接入层IngressRBfidgeEgressRBridge主机图4数据中心Trill大二层组网架构示意图采用TRILL技术构建的数据中心大二层网络如图4所示，网络分为核心层（相当于传统数据中心汇聚层）、接入层。接入层是TRILL网络与传统以太网的边界；核心层RBridge不提供主机接入，只负贵TRILL帧的高速转发。每个接入层RBridge通过多个商速端口分别接入到多台核心层RBridge上。准确的说，TRILL最大可以支持16台核心层RBridge。这样也