SPB協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)淺析

胥素芳

摘 要：SPB（Shortest Path Bridging，最短路徑橋接）協(xié)議由IEEE制定，適用于數(shù)據(jù)中心、企業(yè)網(wǎng)以及運(yùn)營商承載網(wǎng)。文章主要分析了SPB中的SPBM模式，以及在SPBM模式下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

關(guān)鍵詞：SPB；SPBM；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

1 引言

SPB協(xié)議在控制層面借助于ISIS的擴(kuò)展，在轉(zhuǎn)發(fā)層面存在2種應(yīng)用模式，SPBM（MAC mode）和SPBV（Vlan mode）。SPBM模式中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)802.1aq PBB，SPBV模式數(shù)據(jù)層面使用QinQ。由于SPBV模式較為復(fù)雜，目前沒有應(yīng)用，文章中提到SPB單指SPBM模式。

2 SPBM的數(shù)據(jù)封裝格式

SPBM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采用MAC-in-MAC PBB的格式如圖1，PBB技術(shù)是早已標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，很多交換機(jī)芯片已經(jīng)支持，因此對于已經(jīng)支持PBB的網(wǎng)絡(luò)來說，重新部署SPBM網(wǎng)絡(luò)不用更換網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備。SPBM中，轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)主要依據(jù)I-SID，在邊緣設(shè)備BEB（Backbone Edge Bridge）上面，可以為不同的業(yè)務(wù)分配不同的I-SID。

3 SPB轉(zhuǎn)發(fā)

SPB網(wǎng)絡(luò)中，每臺(tái)設(shè)備以橋ID（BridgeID）作為標(biāo)識(shí)，橋ID由優(yōu)先級(jí)+橋MAC構(gòu)成，與生成樹中的橋ID是相同的。SPB利用ISIS進(jìn)行信息交換和計(jì)算，SPB協(xié)議在計(jì)算時(shí)強(qiáng)調(diào)路徑的對稱性，除了對于雙向流量轉(zhuǎn)發(fā)路徑要求保持一致外，同時(shí)還要考慮等價(jià)路徑選擇后的雙向?qū)ΨQ性。因此，SPB除了SPF算法外，在最短路徑計(jì)算方面還有一些其它的要求：

⑴SPB只支持點(diǎn)到點(diǎn)的連接，因此一個(gè)SPB網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備都必須支持SPB，不能有非SPB二層設(shè)備串接。

⑵如果一條鏈路兩端的ISIS Cost值不同，在路徑計(jì)算中，會(huì)都按照最大值進(jìn)行計(jì)算。

⑶如果出現(xiàn)Cost值相等的等價(jià)路徑，首先比較每個(gè)路徑經(jīng)過的設(shè)備的跳數(shù)，小者優(yōu)，如果跳數(shù)也相等，則將每條路徑包含的BID作為一個(gè)集合，每個(gè)集合將BID按照順序排列，比較不同路徑集合中的BID的大小，小者優(yōu)先。

上面的算法可以保證計(jì)算出來的雙向路徑保持一致，但是為了更充分利用網(wǎng)絡(luò)寬帶，對于等價(jià)路徑的選擇引入ECT（Equal Cost Tree）算法。

ECT算法中定義了16個(gè)掩碼值（目前SPB協(xié)議定義最大支持16條等價(jià)路徑），出現(xiàn)等價(jià)路徑后，通過不同路徑的BID集合分配不同的ECT掩碼進(jìn)行異或計(jì)算，然后對每條路徑計(jì)算后的“BID”進(jìn)行大小比較，選擇“BID”最小的那條路徑。

ECT算法中的掩碼是通過管理員基于B-VLAN進(jìn)行配置的，多個(gè)B-BLAN就可以通過負(fù)載分擔(dān)利用網(wǎng)絡(luò)中的等價(jià)路徑，每個(gè)I-SID根據(jù)其所對應(yīng)的B-VLAN就可以得到對應(yīng)的ECT掩碼。

3.1 單播轉(zhuǎn)發(fā)

依據(jù)上述算法，在每兩個(gè)SPB網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備BEB之間，基于每個(gè)B-Vlan都可以計(jì)算一條雙向路徑一致的轉(zhuǎn)發(fā)通道，通過MAC-in-MAC封裝，將原報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備不學(xué)習(xí)MAC，所有轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)都通過ISIS計(jì)算得到。

3.2 未知單播、廣播、組播轉(zhuǎn)發(fā)

SPB網(wǎng)絡(luò)可以基于不同的ECT掩碼在每個(gè)B-VLAN建立不同的SPT（Shortest Path Tree）樹，兩個(gè)BEB之間的廣播路徑和已知單播路徑相同。SPB在通告I-SID同時(shí)帶有組播路由器以及組播接收者的Flag標(biāo)志位，根據(jù)這些信息，可以建立該I-SID對應(yīng)的組播轉(zhuǎn)發(fā)樹。

SPBM定義了新的組播MAC地址格式作為封裝后的目的MAC（B-DA）。組播MAC包含SPsourceID（由每個(gè)BEB啟動(dòng)分配，作為BEB的標(biāo)識(shí)）以及I-SID，即通過組播MAC地址，可以確定該報(bào)文所對應(yīng)的組播源BEB以及對應(yīng)的I-SID。控制層面通過計(jì)算在全網(wǎng)下發(fā)組播MAC的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，從而建立組播轉(zhuǎn)發(fā)樹。

SPB的組播轉(zhuǎn)發(fā)有2種模式：頭端復(fù)制以及核心復(fù)制。

頭端復(fù)制是連接組播源的頭節(jié)點(diǎn)BEB向每個(gè)接收者都復(fù)制一份，采用單播方式發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備不需要維護(hù)組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。

核心復(fù)制是網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)與核心節(jié)點(diǎn)都建立組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)，組播流以組播方式沿著組播SPT樹進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。每個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)最多可以建立16棵SPT樹。

SPB協(xié)議作為控制協(xié)議在所有設(shè)備上進(jìn)行拓?fù)溆?jì)算，轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)候會(huì)對原始報(bào)文進(jìn)行外層封裝，以不同的目的標(biāo)簽在SPB區(qū)域內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]史建政.基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究.廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013年05期.