企业网D1net-北京  6月13日  随着数据中心的大发展，传统的环网技术多生成树协议（MSTP）、快速环网保护协议（RRPP）等协议已经不能满足数据中心的应用需要，随之涌现出了一批新的环网技术。比如：TRILL、Fabric Path、SPB等。其中SPB（Shortest Path Bridging，最短路径桥接）是新一代数据中心的二层环网技术，是对MSTP的进一步拓展。SPB集成了802.1ah的优势，是IEEE组织针对数据中心大规模二层网络应用模型定义的一组协议（IEEE 802.1aq）。SPB是CEE（Convergence Enhanced Ethernet，融合增强型以太网）的重要组成部分。于2012年3月得到IEEE的批准正式标准化。SPB可以在城域网或者园区网骨干中部署。

传统的环网技术经历了由VRRP+STP到IRF/VSS/VPC +LACP的模式，IRF/VSS/VPC +LACP是传统数据中心二层组网最佳的方案。IRF/VSS/VPC是不同网络厂商的设备虚拟化技术，由于是非标准协议，不支持互通，实际应用受到了很大限制。它弱化了STP设计，，管理简单，但应用规模有限，随着数据中心的不断发展，这种经典的二层组网模式已渐渐的不作为新一代数据中心的推荐模式。TRILL/SPB/Fabric Path逐渐登上了历史的舞台。相对于传统的环网技术，这些新一代环网技术普遍具有无阻断链路、收敛速度快，可部署规模大的特点。具体比较如表1所示：

表1：新老环网技术对比

新一代数据中心的环网技术从不同角度解决了传统环网技术存在的天生缺陷，从而出现了多种实现技术。Cisco、博科是TRILL协议的坚定支持者，Cisco还是Fabric Path 的提出者和支持者。另外SPB的支持者有：华为、Alactel-lucent和Avaya，H3C。SPB是受到最多网络厂商支持的一种环网技术。Cisco对这三种二层环网协议都有不同程度的支持。我们从技术的角度来看看这三种技术的区别和联系。

表2：新一代数据中心环网技术对比

从表1中的协议对比可以看出，SPB由于与传统的MSTP可兼容，实现简单，成本较低，还方便支持VLAN扩展功能，所以受到了众多网络厂商的追捧。具体地SPB有五大主要的优点：

（1）网络节点之间沿着最短路径转发，提高转发效率。

（2）支持以等价路由为基础的负载均衡（最大16条），提高带宽利用率。

（3）使用ISIS共享链路状态，各个节点并行计算拓扑，能够保证100毫秒内故障切换。

（4）管理维护简单，灵活部署新的业务，网络规模可达1000个节点。

（5） 网络平滑升级，无需升级硬件，配套协议标准丰富，从而网络易扩展，支持802.1ah。

SPB旨在构建大型扁平的无阻塞二层网络，使用SPB-ISIS来共享网络中的链路状态。

SPB有两种协议结构：VLAN模式（SPBV）和M-in-M模式（SPBM）。其中SPBV模式协议非常复杂，目前基本无应用。SPBM是目前的主要推荐模式，SPBM模式继承了802.1ah的报文封装格式及多实例的思想，但重新定义了数据平面的转发方式和控制中心，由SPB-ISIS来学习链路状态信息，并进行全网同步计算转发路径。SPB支持向后兼容，可以与MSTP网络进行互通。SPB融合了MSTP的区域和ISIS域的概念，具有相同的MSTP域配置摘要的桥组成，而具有相同ISIS AREA的桥组成SPT域，一个Domain包含一个或多个Region。RFC 6329对SPBM的实现做了详细说明，是目前SPB技术的标准参考。

SPBM相当于是一种二层VPN技术，其网络模型与802.1ah定义的M-in-M网络模型基本一致，骨干网络主要包括BEB、BCB等类型设备以及之间的骨干链路，SPBM通过MAC地址嵌套，将用户MAC地址封装在运营商MAC地址之中，从而对不同的用户业务进行隔离。

SPB控制平面是ISIS协议和MSTP环网协议的完美结合，SPB-ISIS是网络各个SPB节点之间共享信息的途径，在骨干链路上交互SPB-ISIS协议报文，建立ISIS邻居，同步链路信息形成公共信息数据库。基于这些信息，计算出相同的转发表集合，并写入数据平面指导流量转发，SPB-ISIS自然继承ISIS的多拓扑功能。从而单个ISIS进程中可以允许多个逻辑拓扑的存在，所有的SPB相关信息都关联到唯一的拓扑ID，包括邻居度量值，所以不同的拓扑具有相同的转发路径，在数据平面，通过B-VLAN来隔离不同拓扑上的流量，不同拓扑的B-VLAN不能重叠。在目前的具体设备实现中只支持拓扑ID为0的拓扑。

说了SPB的这些好处，它的缺陷也是显而易见的。由于SPB采用全软件算法，不需要更新硬件来支持，但这对CPU计算的压力远远超过其他环网协议。SPB理论上可以支持超过1000个节点的二层环网，这比其它两种协议要多出几倍，但实际这么大规模的网络全靠软件来计算，实际转发的效率不可能很高，这就需要在大规模的数据中心中实践来检验。

无论是SPB还是TRILL、Fabric Path技术，都是在传统环网技术的基础上，引入了ISIS协议，将两者结合起来，而在具体实现上略有区别而已。这种实现有效解决了目前数据中心二层网络所面临的主要问题。这种环网技术是与数据中心的发展趋势是契合的，未来必定会在大规模和超大规模的数据中心网络中得到广泛应用。