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Shortest Path Bridging (SPB): IEEE 802.1aq

Shortest Path Bridging (SPB oder 802.1aq) ist eine Spezifikation des IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) für die Möglichkeit des Multipfad-Routings im Rechenzentrum.

Shortest Path Bridging ist konzeptionell ähnlich wie sein IETF-Pendant, Transparent Interconnection of Lots of Links (TRILL), unterscheidet sich aber von TRILL durch die Verwendung von Baumstrukturen. Ein weiterer Unterschied zwischen TRILL und SPB besteht darin, dass die SPB-Routen symmetrisch sind. Das heißt, die Route von einem Punkt zum anderen ist die dieselbe, wenn man zurückgeht. Dies ermöglicht Shortest Path Bridging, einige der bereits verwendeten Management- und Überwachungstechnologien, etwa Loopback und Traceroute, zu verwenden.

Das Shortest Path Bridging soll das Spanning Tree Protocol (STP) ersetzen. STP wurde entwickelt, um Bridging-Schleifen zu verhindern, indem nur ein Pfad zwischen Netzwerk-Switches oder Ports zugelassen wird. Wenn ein Netzwerksegment ausfällt, wird ein alternativer Pfad gewählt. Dieser Prozess kann in einem Rechenzentrumsnetzwerk zu inakzeptablen Verzögerungen führen. Wie TRILL wurde das Shortest Path Bridging entwickelt, um dieses Problem durch Anwendung des Layer-3-Routing-Protokolls auf Layer-2-Geräte zu lösen. Dies ermöglicht es im Wesentlichen den Layer-2-Geräten, Ethernet-Frames zu routen. Die Befürworter des Shortest Path Bridging behaupten, dass Unternehmen durch die Abschaffung von STP und die Freigabe von mehr Layer-2-Pfaden besser in der Lage sind, virtuelle Maschinen (VM) über das Rechenzentrumsnetzwerk zu migrieren. Es soll damit auch mehr Bandbreite für intensive Anwendungen wie Echtzeitkommunikation (RTC) und für den Transport von Speicherverkehr über das Ethernet-Netzwerk mit Fibre Channel over Ethernet (FCoE) und iSCSI zur Verfügung stehen.

Laut einem White Paper von Avaya: "Ein wesentlicher Unterschied zwischen SPB und TRILL besteht in der Art und Weise, wie sie beide die Verkehrsweiterleitung handhaben. 802.1aq verwendet eine einfache und elegante Methode, um die verschiedenen Pfade durch das Netzwerk zu nutzen. Nachdem IS-IS die Netzwerktopologie aufgebaut hat, erstellt SPB die kürzesten Pfade auf der Grundlage von Link-Metriken und weist dann den Verkehr (Unicast und Multicast) diesem Pfad zu. Daher ist es sehr einfach, die Verkehrsströme durch das vermaschte Netzwerk vorherzusagen, da sie einmal für den gesamten Pfad berechnet werden. Mit 802.1aq kann ein Netzwerkanalysator den Weg, den der Netzwerkverkehr in beide Richtungen nimmt, leicht identifizieren, indem er die Quell- und Zieladresse sowie die VLAN-ID betrachtet. Die Dienstkennung (I-SID) in 802.1aq erfasst auch den Fluss bis hinunter zum spezifischen Dienst.

Im Gegensatz dazu verwendet TRILL zwei verschiedene Mechanismen zur Weiterleitung von Paketen auf der Grundlage des Verkehrstyps. Für Unicast-Verkehr, bei dem die Ausgangs-Rbridge (Routing Bridge) bekannt ist, verwendet TRILL die IS-IS-Linkstatus-Datenbank, um den Verkehr dem optimalen Pfad zuzuordnen (ähnlich wie SPB). Für Multicast, Broadcasts und Unknows verwendet TRILL jedoch Verteilungsbäume und eine Rbridge als Basis für die Weiterleitung. In vielen Fällen sind diese Pfade nicht kongruent und machen TRILL anfällig für Pakete, die nicht in Ordnung sind, wenn der MAC-Zustand von unbekannt zu bekannt übergeht. Dies macht es auch schwieriger, den genauen Pfad durch das Netzwerk zu kennen, wenn man von einem bestimmten Switch/Port aus auf der Grundlage des Verkehrstyps schaut.

Diese Definition wurde zuletzt im März 2020 aktualisiert

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