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Unified-Fabric-Rechenzentrum

13. Juli 2011, 16:23 Uhr | Mathias Hein, freier Consultant aus Neuburg/Donau

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

TRILL

Wird ein Problem im Netzwerk erkannt, dann arbeiten die unterschiedlichen Interessensgruppen an Lösungen. In der Regel entstehen mindestens zwei konkurrierende Standards und mehrere proprietäre Industrielösungen. Eine der Antworten auf das Problem vermaschter Layer-2-Netzstrukturen heißt: Transparent-Interconnection of Lots of Links (TRILL) und wurde von der IETF im RFC 5556 veröffentlicht. Am einfachsten lässt sich TRILL als ein Verpa-ckungsmechanismus für Pakete auf Basis von Hop-Counts beschreiben. Auf Basis des Intermediate-System-to-Intermediate-System (IS-to-IS) werden die gekapselten Pakete an den TRILL-Switch im Datacenter geroutet, entpackt und anschließend transparent in Richtung Ziel übermittelt. Die TRILL-Layer-2-Switches werden als Routing-Bridges (RBridges) bezeichnet. RBridges sorgen auf der Schicht 2 für die Ermittlung und Berechnung der verfügbaren Kommunikationspfade beziehungsweise der besten Routen.

Routing-Bridges ermitteln auch automatisch die beste Netzstruktur für das Übertragen von Multicast- und Broadcast-Nachrichten zwischen RBridges. Die Routen zwischen zwei Punkten im Netzwerk müssen nicht symmetrisch sein. Das bedeutet: die Strecke zwischen A und B muss nicht dem Rückweg zwischen B nach A entsprechen. Ähnlich wie beim IP-Protokoll wird für jede Richtung der beste Weg ermittelt. In der Praxis werden sich jedoch in den meisten Fällen gleiche Routen für beide Wege ergeben.

RBridges lernen die MAC- und VLAN-Adressen der angeschlossenen Geräte automatisch. Sendet ein Gerät eine Nachricht und ist dieses Ziel nicht direkt mit der lokalen RBridge verbunden, übermittelt die RBridge das Paket an alle anderen RBridges per Broadcast, um heraus herauszufinden, an welcher RBridge das Zielgerät angeschlossen ist. Die RBridge mit dem angeschlossenen Zielgerät lässt anschließend die Ursprung-RBridge wissen, wohin die Nachricht zu übermitteln ist.

Weitere Möglichkeiten zum Lernen der MAC-Adressen der Endgeräte durch die RBridges besteht in der Nutzung des Station-Address-Distribution-Information-Protokolls. Dieses wird vom Netzadministrator entweder manuell konfiguriert oder es wird hierfür ein anderes Registrierungsprotokoll auf der Schicht 2 eingesetzt. In den meisten Fällen wird in der Praxis das automatische Lernverfahren den Anforderungen an die Netzstruktur erfüllen. Alle Tabelleneinträge verfügen über Zeitstempel und stellen sicher, dass veraltete Informationen von den RBridges in kurzer Zeit erkannt und gelöscht werden.

Im Gegensatz zu RBridge müssen die Intermediate-Switches (im Core beziehungsweise im Aggregation-Layer) die MAC-Adressen der angeschlossenen Endgeräte nicht lernen. Beim Versenden der Datenpakete zwischen RBridges wird ein zusätzlicher 8-Byte langer TRILL-Header in das Ethernet-Paket eingefügt. Im Header wird die nächste RBridge in Richtung Ziel bestimmt. Jede RBridge auf dem Weg ersetzt diese Information mit der nächsten RBridge-ID. Durch das Ersetzen der IDs in jedem Hop besteht die Möglichkeit, dass sich Netzschleifen bilden können. Dieses Problem wird ähnlich wie beim IP-Protokoll gelöst. Die Implementierung eines Time-to-Life- (TTL-)Counters sorgt dafür, dass jede RBridge diesen Zähler um den Wert = 1 verringert. Erreicht der TTL-Zähler den Wert = 0, dann wird dieses Datenpaket verworfen.

Die Übermittlung von Multicast-Daten stellt bei TRILL ein größeres Problem dar und erfordert zusätzliche Mechanismen. Für die Multicast-Übermittlung wird das so genannte Reverse-Path-Forwarding (RPF) zur Schleifenerkennung genutzt. Mithilfe des Reverse-Path-Forwards-Checks überprüft der Switch, bei einem empfangenen Paket, ob dies über den erwarteten Eingangs-Port empfangen wurde. Entspricht dieser Port nicht den Vorgaben, dann verwirft die RBridge das Paket.

Fester Bestandteil von TRILL ist die Unterstützung von VLANs. RBridges identifizieren ein Endgerät anhand der MAC-Adresse und der VLAN-ID. Dadurch sind RBridges in der Lage, jedes MAC- und VLAN-Paar unterschiedlich zu behandeln. Beispielsweise kann ein Server mit zwei Anwendungen pro Anwendung eine andere VLAN-Nummer nutzen und die RBridge übermitteln die jeweiligen Datenpakete über einen anderen Weg durch das Netz. Darüber hinaus kann der Server mit zwei RBridges verbunden sein. Hierfür wird das eine MAC- und VLAN-Paar der einen RBridge und das andere MAC- und VLAN-Paar der anderen RBridge zugeordnet.