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)層面使用標準技術(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)是早已標準化技術(shù)，很多交換機芯片已經(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，每臺設(shè)備以橋ID（BridgeID）作為標識，橋ID由優(yōu)先級+橋MAC構(gòu)成，與生成樹中的橋ID是相同的。SPB利用ISIS進行信息交換和計算，SPB協(xié)議在計算時強調(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，同時還要考慮等價路徑選擇后的雙向?qū)ΨQ性。因此，SPB除了SPF算法外，在最短路徑計算方面還有一些其它的要求：

⑴SPB只支持點到點的連接，因此一個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，在路徑計算中，會都按照最大值進行計算。

⑶如果出現(xiàn)Cost值相等的等價路徑，首先比較每個路徑經(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作為一個集合，每個集合將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，對于等價路徑的選擇引入ECT（Equal Cost Tree）算法。

ECT算法中定義了16個掩碼值（目前SPB協(xié)議定義最大支持16條等價路徑），出現(xiàn)等價路徑后，通過不同路徑的BID集合分配不同的ECT掩碼進行異或計算，然后對每條路徑計算后的“BID”進行大小比較，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進行配置的，多個B-BLAN就可以通過負載分擔利用網(wǎng)絡(luò)中的等價路徑，每個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SPB網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備BEB之間，基于每個B-Vlan都可以計算一條雙向路徑一致的轉(zhuǎn)發(fā)通道，通過MAC-in-MAC封裝，將原報文進行轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備不學(xué)習(xí)MAC，所有轉(zhuǎn)發(fā)表項都通過ISIS計算得到。

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B-VLAN建立不同的SPT（Shortest Path Tree）樹，兩個BEB之間的廣播路徑和已知單播路徑相同。SPB在通告I-SID同時帶有組播路由器以及組播接收者的Flag標志位，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BEB啟動分配，作為BEB的標識）以及I-SID，即通過組播MAC地址，可以確定該報文所對應(yīng)的組播源BEB以及對應(yīng)的I-SID。控制層面通過計算在全網(wǎng)下發(fā)組播MAC的轉(zhuǎn)發(fā)表項，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BEB向每個接收者都復(fù)制一份，采用單播方式發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備不需要維護組播轉(zhuǎn)發(fā)表項。

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

SPB協(xié)議作為控制協(xié)議在所有設(shè)備上進行拓撲計算，轉(zhuǎn)發(fā)的時候會對原始報文進行外層封裝，以不同的目的標簽在SPB區(qū)域內(nèi)進行轉(zhuǎn)發(fā)。

[參考文獻]

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