Shortest Path Bridging | SPB | 802.1aq | Multipath Routing

19.10.2011 | Redakteur: Andreas Donner

Shortest Path Bridging (SPB oder 802.1aq) ist die IEEE-Spezifikation für Multipath Routing im Rechenzentrum. Shortest Path Bridging ist seinem IETF-Counterpart TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links) konzeptionell sehr ähnlich, weicht demgegenüber aber speziell im Bereich der Verwendung von Baumstrukturen stark ab.

Ein weiterer Unterschied zwischen TRILL und SPB liegt darin, dass SPB-Routen symmetrisch sind. Dies bedeutet, dass bei SPB die Routen von einem Endpunkt zum anderen dieselben für beide Richtungen sind. Dies erlaubt es Shortest Path Bridging einige der bereits erprobten und im Einsatz befindlichen Management- und Monitoring-Technologien wie Loopback und Traceroute weiterzuverwenden.

Shortest Path Bridging soll das Spanning Tree Protocol (STP) ablösen, das ursprünglich dazu verwendet wurde, um Schleifen und Loops in Netzwerken zu vermeiden und jeweils nur einen einzigen Pfad zwischen Netzwerk-Switches oder Ports zuzulassen. Fällt bei dieser Konstruktion ein Netzwerkzweig aus, sucht STP einen alternativen Weg – jedoch kann dieser Prozess inakzeptable Aussetzer und Verzögerungen in einem Rechenzentrumsnetz erzeugen.

Ebenso wie TRILL soll auch SPB dieses Problem zu lösen, indem ein Layer-3-Routing-Protokoll auf Layer-2-Geräte angewendet wird. Im Wesentlichen erlaubt dies ein Routing von Ethernet-Frames durch Layer-2-Geräte. Befürworter von Shortest Path Bridging sind überzeugt, dass Unternehmen durch die Beseitigung des Spanning-Tree-Protokolls (STP) und die Freigabe mehrerer Layer-2-Pfade wesentlich besser in der Lage sein werden, virtuelle Maschinen (VMs) innerhalb des Rechenzentrumsnetzwerks zu verschieben. Zudem soll so mehr Bandbreite für anspruchsvolle Anwendungen wie Real Time Communication (RTC) und für den Transport von Speichertraffic mittels Fibre Channel over Ethernet (FCoE) oder iSCSI über das IP-Netz zur Verfügung stehen.

Avaya kommentiert TRILL und SPB in einem Whitepaper so:

„Ein wesentlicher Unterschied zwischen SPB und TRILL liegt in der Art und Weise der Datenweiterleitung. 802.1aq setzt hierfür eine sehr einfache und elegante Methode ein, die den Traffic parallel über mehrere Pfade im Netzwerk leitet. Nachdem IS-IS (Intermediate-System-to-Intermediate-System Protocol) die Netzwerktopologie aufgebaut hat, ermittelt SPB auf Basis von Link-Metriken die kürzesten Pfade durch das Netzwerk und weist dann den Traffic (Unicast und Multicast) den einzelnen Pfaden zu. Da die Verbindung für den gesamten Pfad in einem Schritt berechnet und festgelegt wird, ist es sehr einfach, den Weg des Traffics durch ein vermaschtes Netzwerk vorherzusagen. Unter 802.1aq ist es sehr einfach für einen Netzwerk-Analyser, die Route zu identifizieren, die bestimmte Daten in jeder Richtung nehmen, indem entweder die Quelladresse, die Zieladresse oder die VLAN-ID betrachtet wird. Mithilfe des Service Identifiers (I-SID) in 802.1aq ist es ebenfalls möglich, den Datenverkehr für einen bestimmten Service zu kanalisieren.

Im Gegensatz dazu verwendet TRILL in Abhängigkeit des Traffic-Typs verschiedene Mechanismen zur Paketweiterleitung. Für Unicast-Traffic (bspw. Egress RBridge) verwendet TRILL die IS-IS Links State Database, um für jeden Traffic den optimalen Pfad zu ermitteln – dies ist ähnlich der Funktionsweise von SPB. Bei Muliticasts, Broadcasts und Unbekannten verwendet TRILL jedoch Distribution Trees und RBridges als Forwarding-Basis. In vielen Fällen werden diese Pfade jedoch nicht transparent und stabil bleiben, wenn sich der MAC-Status einzelner Teilnehmer von Unbekannt auf Bekannt ändert. Dies macht TRILL anfällig für Paketverluste. Zudem erschwert diese Technik die Kenntnis des exakten Pfades durch das Netzwerk – ein echter Nachteil für Management- und Monitoring-Technologien.


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