大二层—多链接透明互联协议如何工作

简介: 【2月更文挑战第11天】大二层就引入了 TRILL(Transparent Interconnection of Lots of Link),即多链接透明互联协议。它的基本思想是,二层环有问题,三层环没有问题,那就把三层的路由能力模拟在二层实现。

大二层就引入了 TRILL(Transparent Interconnection of Lots of Link),即多链接透明互联协议。它的基本思想是,二层环有问题,三层环没有问题,那就把三层的路由能力模拟在二层实现。


运行 TRILL 协议的交换机称为 RBridge,是具有路由转发特性的网桥设备,只不过这个路由是根据 MAC 地址来的,不是根据 IP 来的。


Rbridage 之间通过链路状态协议运作。记得这个路由协议吗?通过它可以学习整个大二层的拓扑,知道访问哪个 MAC 应该从哪个网桥走;还可以计算最短的路径,也可以通过等价的路由进行负载均衡和高可用性。

image.png

TRILL 协议在原来的 MAC 头外面加上自己的头,以及外层的 MAC 头。TRILL 头里面的 Ingress RBridge,有点像 IP 头里面的源 IP 地址,Egress RBridge 是目标 IP 地址,这两个地址是端到端的,在中间路由的时候,不会发生改变。而外层的 MAC,可以有下一跳的 Bridge,就像路由的下一跳,也是通过 MAC 地址来呈现的一样。


有一个包要从主机 A 发送到主机 B,中间要经过 RBridge 1、RBridge 2、RBridge X 等等,直到 RBridge 3。在 RBridge 2 收到的包里面,分内外两层,内层就是传统的主机 A 和主机 B 的 MAC 地址以及内层的 VLAN。


在外层首先加上一个 TRILL 头,里面描述这个包从 RBridge 1 进来的,要从 RBridge 3 出去,并且像三层的 IP 地址一样有跳数。然后再外面,目的 MAC 是 RBridge 2,源 MAC 是 RBridge 1,以及外层的 VLAN。


当 RBridge 2 收到这个包之后,首先看 MAC 是否是自己的 MAC,如果是,要看自己是不是 Egress RBridge,也即是不是最后一跳;如果不是,查看跳数是不是大于 0,然后通过类似路由查找的方式找到下一跳 RBridge X,然后将包发出去。


RBridge 2 发出去的包,内层的信息是不变的,外层的 TRILL 头里面。同样,描述这个包从 RBridge 1 进来的,要从 RBridge 3 出去,但是跳数要减 1。外层的目标 MAC 变成 RBridge X,源 MAC 变成 RBridge 2。


对于大二层的广播包,也需要通过分发树的技术来实现。我们知道 STP 是将一个有环的图,通过去掉边形成一棵树,而分发树是一个有环的图形成多棵树,不同的树有不同的 VLAN,有的广播包从 VLAN A 广播,有的从 VLAN B 广播,实现负载均衡和高可用。

image.png


这是一个典型的三层网络结构。接入层、汇聚层、核心层三层。这种模式非常有利于外部流量请求到内部应用。这个类型的流量,是从外到内或者从内到外,对应到下面那张图里,就是从上到下,从下到上,上北下南,所以称为南北流量。

image.png

随着云计算和大数据的发展,节点之间的交互越来越多,例如大数据计算经常要在不同的节点将数据拷贝来拷贝去,这样需要经过交换机,使得数据从左到右,从右到左,左西右东,所以称为东西流量。为了解决东西流量的问题,演进出了叶脊网络(Spine/Leaf)。


  • 叶子交换机(leaf),直接连接物理服务器。L2/L3 网络的分界点在叶子交换机上,叶子交换机之上是三层网络。
  • 脊交换机(spine switch),相当于核心交换机。叶脊之间通过 ECMP 动态选择多条路径。脊交换机现在只是为叶子交换机提供一个弹性的 L3 路由网络。南北流量可以不用直接从脊交换机发出,而是通过与 leaf 交换机并行的交换机,再接到边界路由器出去。

image.png

传统的三层网络架构是垂直的结构,而叶脊网络架构是扁平的结构,更易于水平扩展。


相关文章
|
4天前
|
网络协议 网络架构 数据格式
网络初识:局域网广域网&网络通信基础
网络初识:局域网广域网&网络通信基础
23 5
|
安全 小程序 物联网
WLAN基础 无线局域网配置方法 旁挂三层组网隧道转发方式配置
WLAN基础 无线局域网配置方法 旁挂三层组网隧道转发方式配置
WLAN基础 无线局域网配置方法 旁挂三层组网隧道转发方式配置
|
5G 芯片
带你读《无人机网络与通信》之二:空对地与空对空数据链路通信
本书针对无人机系统两个关键问题—通信组网和管控体系做了比较全面和深入的描述和探讨,特别是以大量笔墨分析了现有无线通信解决方案,对比了不同通信协议,得出了很有价值的研究结论。无人机的跨越式发展将涉及公共安全管理的问题,构建管控体系是当务之急,分级管理以及制定相应的适航标准是一件大事情,本书对此也进行了系统的、建设性的讨论。未来,高档无人机和无人机集群将对环境具有更强的感知能力和自适应能力,还有对任务的自规划和学习、调整能力,本书讨论的内容将为它们的发明、部署和监督提供宝贵的信息。
|
4天前
|
监控 网络架构 负载均衡
|
4天前
|
网络协议 算法 数据库
【专栏】IS-IS协议是内部网关协议,常用于大型网络路由器间的路由信息交换,基于OSI的CLNP标准和Dijkstra算法
【4月更文挑战第28天】IS-IS协议是内部网关协议,常用于大型网络路由器间的路由信息交换,基于OSI的CLNP标准和Dijkstra算法。其特点是分层设计、快速收敛、高效资源利用和强故障恢复能力。在现代网络中,IS-IS广泛应用于服务提供商、企业网络及与其他协议的融合,是构建稳定、高效网络的关键。了解和应用IS-IS能提升网络系统的可靠性和效率。
|
4天前
|
网络协议 算法 安全
【专栏】硬核干货:BGP(边界网关协议)是自治系统间交换路由信息的关键协议,用于大型网络的高效路由选择
【4月更文挑战第28天】BGP(边界网关协议)是自治系统间交换路由信息的关键协议,用于大型网络的高效路由选择。它基于路径向量算法,通过TCP连接建立邻居关系,交换并选择最优路径。BGP支持丰富的路由属性和多种消息类型,允许灵活的路由控制。配置与应用包括启用BGP、配置邻居、路由宣告、过滤及社区属性使用。虽然BGP具备强大路由控制和可扩展性,但其配置复杂,存在安全挑战。理解BGP对于网络管理和优化至关重要。
|
7月前
|
JSON 移动开发 网络协议
认识协议【网络基础】
认识协议【网络基础】
43 1
|
4天前
【网络奇缘系列】计算机网络|数据通信方式|数据传输方式
【网络奇缘系列】计算机网络|数据通信方式|数据传输方式
49 0
|
8月前
|
网络协议 数据库 网络架构
数据通信网络之OSPFv3基础
数据通信网络之OSPFv3基础
66 0
|
12月前
|
缓存 算法
软交换网络的通信流程
软交换网络的通信流程