基于二层多路径技术的数据中心网络(2)

　　3FabricPath技术
　　思科公司在TRILL的制定过程中参与较深，并与2010年6月发布了FabricPath技术。虽然FabricPath是思科的私有解决方案，但可以看作一个"增强版的TRILL"，是TRILL的基本功能加上"基于会话的MAC地址学习"、"Vpc+"和"多重拓扑"等功能的合集。同时，思科发布了支持FabricPath的Nexus7000板卡，并且承诺现有架构与TRILL标准兼容，当TRILL正式标准化之后，只需要升级现有设备的软件，就能够与标准的TRILL交换机互联互通。
　　3.1FabricPath的技术目标
　　总体上说，FabricPath技术目标是在保证二层网络环境的前提下，修复现有二层网络的缺陷，主要实现有以下功能：
　　·实现两点间多条路径同时转发流量EMCP（EqualCostMultiPathing）；
　　·自动发现，操作简单，类似IP网络的平滑扩展；
　　·高可用性，实现快速收敛，防止广播风暴；
　　·保持原有二层网络配置的简洁性；
　　·带宽的高扩展性，克服STP需要阻塞链路端口的弊端。
　　3.2FabricPath技术的工作模式
　　如图3所示，数据帧在进入FabricPath网络时，会被打上新帧头，在FabricPath网络内根据帧头里的switchID进行转发，离开FabricPath网络时，脱去帧头，进入传统的以太网交换环境。要加入FabricPath网络，只需在交换机对应端口上启用FabricPath模式即可，所有的地址分配和路由策略都自动生成，无需繁琐的配置。
　　FabricPath帧结构中定义了一个数据帧的最长生存周期（TTL）字段，每当数据帧经过一台交换设备TTL就减一，直到TTL为零时，这个帧将被丢弃。TTL保证了数据帧不会在成环的链路中被无限次转发，从而使得二层环境不再需要运行STP协议，不再有链路被Block，这是实现两点之间多路径转发的基础。
　　图4是一个典型的FabricPath组网，汇聚设备同接入设备之间为FabricPath网络，FabricPath网络内没有运行STP，多条链路都能够转发数据。基于IS-IS的特性，FabricPath网络设备的switchID可以动态修改，而不影响流量转发，当数据中心规模不断扩张时，可以利用FabricPath平滑地扩展其汇聚层，并在接入设备间实现最多16条二层多路径。
　　接入设备作为网关连接了传统以太网络同FabricPath网络，FabricPath网关上可以进行"基于会话的MAC地址学习"，只有那些目的地址为本地设备的数据帧的源地址会被放入网关的MAC地址表，其他数据帧的源地址以及广播帧的源地址都不会被学习，这就保证了边缘网关设备的MAC地址表里只保存与本地有会话关系的MAC地址，这个举措能够大大缩小虚拟化数据中心内接入设备的MAC地址表体积。
　　3.3FabricPath的配置
　　FabricPath的配置较为简单，不需要手工进行IS-IS的配置，只需输入"feature-set"关键字就会自动将FabricPath需要的多个Service同时打开（例如L2IS-IS，LLDP等）。下面是一个进行FabricPath配置的简单示例。
　　N7K（config）#feature-setfabricpath
　　N7K（config）#vlan10-19
　　N7K（config-vlan）#modefabricpath
　　N7K（config）#interfaceport-channel1
　　N7K（config-if）#switchportmodefabricpath
　　4结论
　　当前数据中心的规模越来越大，对于虚拟化、自动化的特性需求越来越强烈，传统的二层、三层技术不再能满足其全部需求。在网络领域，二层多路径技术是一个显著的进步，正如笔者所介绍的，FabricPath简化了网络设计，提高了网络可扩展性和弹性。FabricPath网络不再需要运行生成树协议（STP），没有链路被阻断，大大增加了网络传输带宽，很好地支持了服务器之间迅猛增加的横向流量。同时，FabricPath能够实现类似三层的路由功能，支持二层网络的平滑扩展。
　　但是同时也要看到，目前二层多路径技术的标准还不统一，市场上支持该技术的设备较少（只有思科的N7000板卡）且价格较为昂贵，在部署实施时需要综合考虑今后该技术的兼容性和发展趋势。
　　[参考文献]
　　[1]李斌.拨云见日FabricPath从交换到路由[J].弯曲评论网，2011.3.21.
　　[2]李智鹏.交换机新生[J].计算机世界，2011年第15期.
　　[3]（美）JoeTouch.TransparentInterconnectionofLotsofLinks（TRILL）：ProblemandApplicabilityStatement.RFC5556.2009.5.