华为cloudengine 12800系列交换机 trill技术白皮书

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1、CloudEngine 12800 系列交换机系列交换机TRILL 技术白皮书技术白皮书文档版本文档版本01发布日期发布日期2016-06-21华为技术有限公司华为技术有限公司版权所有版权所有 华为技术有限公司华为技术有限公司 2016。 保留一切权利。保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传 播。商标声明商标声明和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。 本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。注意注意您购买的产品、服务或特性等应受华为公司商业合同和条款的约束，本文档中描述的全部或部分产品、服务或 特性可能不

2、在您的购买或使用范围之内。除非合同另有约定，华为公司对本文档内容不做任何明示或默示的声 明或保证。由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文 档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。华为技术有限公司华为技术有限公司地址：深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼 邮编：518129网址：http:/文档版本 01 (2016-06-21)华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司i目目 录录1 TRILL 简介简介12 原理描述原理描述.52.1 TRILL 基本概念62.2 TRILL 报文格式82.2.1 TRILL 控制报文.8

3、2.2.2 TRILL 数据报文.112.3 TRILL 协议机制122.4 TRILL 转发流程172.5 TRILL Multi-homing 双 active 接入.202.6 TRILL NSR253 应用场景应用场景.263.1 TRILL 在数据中心的应用273.2 M-LAG 在 TRILL 双归网络中应用.274 配置注意事项配置注意事项.295 配置任务概览配置任务概览.356 配置配置 TRILL396.1 配置 TRILL 的基本功能.406.1.1 全局使能 TRILL.406.1.2 在指定接口上使能 TRILL.426.1.3 （可选）配置 TRILL 的接口开销4

4、36.1.4 检查配置结果.446.2 调整 TRILL 路由选路.446.2.1 指定 Designated VLAN446.2.2 配置 TRILL 负载分担456.2.3 配置 RB 进入过载状态466.2.4 使能 TRILL 组播组剪枝功能466.2.5 调整组播分发树.476.2.6 检查配置结果.476.3 控制 TRILL 网络收敛.486.3.1 调整邻接故障的检测时间.486.3.2 调整 SNP 报文和 LSP 报文属性.49CloudEngine 12800 系列交换机 TRILL 技术白皮书目 录文档版本 01 (2016-06-21)华为专有和保密信息 版权所有 华

5、为技术有限公司ii6.3.3 调整 SPF 的计算时间.536.3.4 检查配置结果.546.4 配置 STP/RSTP/MSTP 联动 TRILL 功能546.5 配置 M-LAG 双归接入 TRILL.606.5.1 配置 DFS Group606.5.2 配置 peer-link606.5.3 配置绑定 DFS Group616.5.4 检查配置结果.636.6 配置 TRILL 网关.636.7 提高 TRILL 网络的安全性.646.7.1 配置 TRILL 报文认证646.7.2 配置 TRILL 接口认证656.7.3 检查配置结果.667 维护维护 TRILL677.1 复位

6、TRILL687.2 配置 TRILL OAM688 配置举例配置举例.708.1 配置 TRILL 基本功能示例.718.2 配置 TRILL 联动 MSTP 示例 778.3 配置 M-LAG 双归接入 TRILL 网络示例（V-STP 方式）828.4 配置 TRILL 网关示例.89CloudEngine 12800 系列交换机 TRILL 技术白皮书目 录文档版本 01 (2016-06-21)华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司iii1 TRILL 简介简介介绍TRILL的定义及目的。定义定义TRILL(Transparent Interconnection of Lot

7、s of Links)是一种把三层链路状态路由技术应用 于二层网络的协议。TRILL通过扩展IS-IS路由协议实现二层路由，可以很好地满足数 据中心大二层组网需求，为数据中心业务提供解决方案。目的目的在云计算时代，数据中心内部一般采用分布式架构处理海量数据的存储、查询、搜索 等相关业务。这导致服务器和服务器之间需要进行大量的集群计算，在服务器之间产 生了大量的东西向流量。同时集群计算越来越多地利用虚拟机技术来实现，虚拟化的 直接后果是使单位计算密度极大提升，物理服务器吞吐量将比虚拟化之前成数倍提 升。另外，为了更大幅度地增大数据中心内业务可靠性、降低IT成本、提高业务部署 灵活性、降低运维成本

8、，需要虚拟机能够在整个数据中心范围内进行动态迁移。由于上述云计算下数据中心的新特点，使用传统的二层（xSTP）接入，三层汇聚/核心 （路由）的层次化网络划分模型构建数据中心网络时逐渐显得力不从心。目前，业界 普遍采用大二层胖树架构。为了部署一个无阻塞的大二层网络并能够实现虚拟机的任 意迁移，以及适应目前不断增大的网络规模，TRILL协议应运而生。TRILL相对于传统 二层协议xSTP和三层路由协议的优势如下表所示：CloudEngine 12800 系列交换机 TRILL 技术白皮书1 TRILL 简介文档版本 01 (2016-06-21)华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司1表表

9、 1-1 TRILL 与 xSTP 对比表云计算数据云计算数据 中心网络要中心网络要 求求说明说明TRILL网络网络xSTP网络网络虚拟机任意 迁移作为云计算的核心技 术之一，服务器虚拟 化已经得到越来越广 泛的应用。为了更大 幅度地增大数据中心 内业务可靠性、降低 IT成本、提高业务部 署灵活性、降低运维 成本，需要虚拟机能 够在整个数据中心范 围内进行动态迁移， 而不是局限在一个汇 聚或接入交换机范围 内进行迁移。TRILL协议部署在大 二层网络，可以支持 虚拟机在整个数据中 心动态迁移。对于传统二层xSTP接 入+三层IP路由的网 络架构，如果虚拟机 跨网段迁移，无法实 现迁移前后的IP

10、地址 保持一致。所以只能 支持虚拟机在一个网 段内的迁移。无阻塞、低 延迟数据转 发云计算时代下的数据 中心流量模型和传统 运营商流量模型不 同，数据中心中主要 是服务器和服务器之 间的东西向流量。为 保证业务正常开展， 需要支持网络数据的 无阻塞、低延迟转 发。TRILL网络中每台设 备都以自身节点作为 源节点，基于最短路 径算法计算到达其他 所有节点的最短路 径，如果存在多条等 价链路，在生成单播 转发表项时候能够形 成负载分担。当存在 多路径转发时候，能 够充分利用网络带 宽，网络中的每个节 点都能实现线速转 发。通过阻塞链路实现单 路径的转发，极大的 浪费了带宽，并且违 背了无阻塞网络

11、架构 的思想。CloudEngine 12800 系列交换机 TRILL 技术白皮书1 TRILL 简介文档版本 01 (2016-06-21)华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司2云计算数据云计算数据 中心网络要中心网络要 求求说明说明TRILL网络网络xSTP网络网络网络规模大对于云计算时代下的 大型数据中心，支持 的服务器数量要能够 达到十万甚至百万级 别。为了实现无阻塞 转发，网络规模要能 够达到几百台甚至上 千台交换机，在这种 大规模组网情况下， 组网协议要能够有效 避免环路。网络内部 的节点和链路故障 时，要能够触发整网 快速收敛，业务迅速 恢复。另外，要求网 络维护简单

12、，方便用 户业务部署。l 网络规模：理论 上可以支持1000 台左右的交换 机。l 环路避免：引入 IS-IS作为控制面 协议，天生无 环。l 收敛速度：采用 路由协议生成转 发表项，并且 TRILL头部有hop- count字段能够允 许短暂的临时环 路，收敛速度能 达到亚秒级。l 维护难度：配置 比较简单，很多 配置参数比如 nickname、 systemID等都可以 自动生成，多数 协议参数采用缺 省配置即可；其 次，单播、组播 统一控制协议， 用户只需要维护 一套协议。l 网络规模：有网 络直径不超过7的 限制，支持一百 台左右设备。l 环路避免：通过 阻塞端口破环。l 收敛速度：协

13、议 收敛机制设计的 比较保守，收敛 速度仅能达到秒 级。l 维护难度：xSTP +三层路由的组网 中单播和组播需 要维护IGP、PIM 等多套路由协 议，维护量较 大。多租户云计算时代下一个物 理数据中心不再被一 个租户所独享，而是 可以同时被多个租户 同时使用，每个租户 对应一个虚拟数据中 心实例，每个租户仿 佛享有独有的服务 器、存储、网络资 源，租户之间数据流 量需要进行隔离。目前TRILL标准采用 VLAN ID作为租户标 识，通过VLAN对不 同租户流量进行隔 离，在云计算产业和 大二层组网运营处于 起步阶段，VLAN ID 的4096限制不会形成 瓶颈。TRILL后续会 演进到通过

14、FineLabel 来进行租户标识， FineLabel为24bit，理 论上能够支持16M租 户规模，足够满足将 来租户规模扩展性的 需求。受限于VLAN数量限 制，最多只支持4096 的规模。CloudEngine 12800 系列交换机 TRILL 技术白皮书1 TRILL 简介文档版本 01 (2016-06-21)华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司3云计算数据云计算数据 中心网络要中心网络要 求求说明说明TRILL网络网络xSTP网络网络可扩展性为了适应数据中心高 速发展的需要，数据 中心网络需要具有良 好的可扩展性。采用xSTP协议的传统 二层网络，可以无缝 接入TRI

15、LL大二层网 络，同时TRILL支持 的网络规模较大，收 敛速度较快，可扩展 性比较好。网络规模受限，收敛 速度较慢，可扩展性 比较差。受益受益TRILL带来了明显的受益：l大二层数据中心支持虚拟机无阻塞迁移，大大降低了网络管理的难度。lTRILL设备可以和传统xSTP网络无缝连接，降低了网络升级的成本。CloudEngine 12800 系列交换机 TRILL 技术白皮书1 TRILL 简介文档版本 01 (2016-06-21)华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司42 原理描述原理描述关于本章关于本章介绍TRILL的基本原理。2.1 TRILL基本概念2.2 TRILL报文格式2

16、.3 TRILL协议机制2.4 TRILL转发流程2.5 TRILL Multi-homing双active接入2.6 TRILL NSRCloudEngine 12800 系列交换机 TRILL 技术白皮书2 原理描述文档版本 01 (2016-06-21)华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司52.1 TRILL 基本概念基本概念本节介绍TRILL协议中的基本概念，如图图2-1所示。图图 2-1 大二层 TRILL 组网图AFRBCarrier VLANServerCE VLANCE VLANRBRBDRBDVLANTRILL 网络中的设备名称网络中的设备名称RBRB（Router Bridge）指运行TRILL协议的二层交换机。根据RB在TRILL网络中的位 置，又可将其分为Ingress RB、Transit RB和Egress RB三种，分别表示报文进入TRILL 网络的入节点、在TRILL网络中经过的中间节点以及离开TRILL网络的出节点。DRBDRB（Designated Router Bridg