ZDNET至顶网网络频道 4月1日 综合消息：思科的FabricPath数据中心以太网技术旨在把传统的、基于生成树的以太网与使用链路状态协议的下一代架构结合在一起实现多个活跃路径。要扩大基础设施以减少延迟和更好地支持服务器机架之间的通讯量需要在数据中心部署多个活跃路径。

　　正如思科白皮书所述，下面这些尝试可以归结为思科Nexus 7000核心数据交换机的FabricPath技术的关键方面。一些对于FabricPath的运行非常关键的功能包括：

　　·使用链路状态协议替代生成树协议。

　　·与生成树域互动。

　　·使用虚拟PortChannel (vPC)启动并行路径和删除生成树块。

　　·将流程定义为虚拟设备环境(VDC)。

　　·对话机制的MAC地址学习和使用交换机ID。

　　·虚拟局域网命名

　　使用链路状态协议

　　用链路状态协议使用或者替换生成树协议旨在克服生成树协议在数据中心和云环境中的局限性，主要是不能在一个以太网网络中使用多个活跃并行路径的局限性。生成树协议仅允许在任意两个节点之间有一个活跃的路径并且封锁其它的路径。这不适合数据中心和云环境中低延迟的、基于以太网的结构。

　　实际上，数据中心结构交换机市场中的每一个厂商都提议扩大或者使用链路状态协议和TRILL(多链接透明互联)式的标准取代生成树协议。定义最短路径桥接协议就是为了解决这个问题。Brocade在其VCS架构的数据面中使用TRILL协议，但是，控制面以光纤最短路径优先协议为基础。这是所有的光纤通道存储局域网结构用作链路状态协议的ANSI(美国国家标准学会)标准。

　　瞻博网络选择在自己的QFabric交换机中的Broadcom芯片中采用一种标注机制，而不是链路状态协议。瞻博网络称，这种方法扩大了结构、简化了管理并且减少延迟和降低成本。

　　思科把FabricPath当作TRILL的一个扩展集。FabricPath还使用一个最短路径优先(SPF)路由协议确定FabricPath域中的可及性和路径选择。思科称，它的SPF实施是一个具有具体的FabricPath扩展的行业标准IS-IS(中间系统到中间系统)路由协议，就像交换SID(交换机ID)可及性一样，而不是IP前缀。FabricPath还利用所有可用的带宽使用ECMP(等价多路径)转发。

　　Arista Networks还把ECMP用于3层网络结构并且把多机箱链路聚合用于2层网络部署。

　　生成树交互

　　虽然FabricPath用链路状态协议取代了生成树，但是，FabricPath还能够支持生成树并且与生成树域交互。FabricPath边缘交换机转发和处理生成树桥协议数据单元(BPDU)，并且参与在每一个连接的生成树域建立生成树转发结构。

　　但是，BPDU和生成树结构变化通知不在FabricPath核心端口上发送，没有任何BPDU在默认状态下通过FabricPath域转发。FabricPath隔离每一个生成树域。一个生成树域的变化不会传播到连接到同一个FabricPath结构中的其它生成树域。

　　整个FabricPath域好像是连接到任何联网的生成树域的一个生成树桥，因为所有的FabricPath交换机共享一个通用的FabricPath ID。每一台FabricPath边缘交换机都设置为连接到这个结构的所有的生成树设备的根。

　　虚拟PortChannel

　　FabricPath的多个活跃链路能力的基础是思科的虚拟PortChannel技术。这种技术让一个单个的以太网设备同时连接到两台单独的Nexus 7000交换机，同时把这些并行连接作为一个单个的逻辑PortChannel接口。

　　这个结果是active-active(双机)转发路径和取消生成树封锁的链路，让生成树担任容错任务以防止出现网络回路。

　　但是，思科称，vPC有自己的局限性：虽然vPC提供active-active转发，但是，只有两个活跃的并行路径是可能使用的。没有配置额外的第三个或者第四个聚合层交换机来提高密度和带宽。vPC没有提供虚拟局域网可以扩展的方法。思科称，这也是传统的生成树设计的一个局限性。

　　虚拟设备环境

　　每一个FabricPath控制面协议和功能块都以单个流程的方式在自己受保护的内存空间中运行，以便保证稳定性和隔离错误。一些流程在管理引擎中运行而另一些流程在单个的I/O模块上运行。

　　许多管理流程作为独立的虚拟设备环境在受保护的内存环境中运行。虚拟设备环境的例子包括SPF协议、用于SID和发送标签值的动态资源分配协议、用于建立多播转发数据库的IGMP协议以及用于单播和多播2层转发的路由信息库。

　　I/O模块包含MAC和SID表、单播和多播转发表以及MAC地址表管理。思科称，通向FabricPath的接口是“经典的以太网”。但是，FabricPath内部的接口(核心端口)总把以太网帧封装在16位FabricPath标头(header)中并且根据SID表查询进行转发，而不是根据MAC地址学习转发。FabricPath核心交换机专门根据FabricPath标头的外部目标地址来转发帧。

　　对话机制的MAC地址学习

　　结构路径中的边缘交换机确实学习MAC地址。但是，思科称，这种学习方法是保留MAC地址表空间。FabricPath的对话机制的学习技术定义两种类型的MAC地址：本地地址和远程地址。本地地址用于设备直接连接到FabricPath边缘交换机。远程地址用于这些设备连接到不同的FabricPath交换机。

　　思科称，FabricPath边缘交换机把源MAC地址当作从直接连接线路或者干线端口收到的以太网帧的本地MAC地址。这种行为与生成树交换机是一致的。

　　对于收到的带FabricPath封装的单播帧，如果目的地地址与已经学习到的本地MAC地址输入相匹配，这台交换机就把这个帧的源MAC地址作为一个远程MAC地址输入，如果这个远程设备正在与一个本地连接的设备进行双向对话，这台交换机就学习到远程MAC地址。洪水般涌入FabricPath网络的不明的单播帧不会引起边缘交换机的学习，多播帧也是如此。但是，ARP(地址解析协议)消息等广播帧用于更新已在表格中的任何现有的源MAC地址输入。

　　多播帧还可引起边缘交换机的学习，因为一些局域网协议依靠从多播帧那里学到的源MAC地址进行适当的转发。

　　虚拟局域网目的地和运行

　　思科称，虚拟局域网也可以在经典以太网和FabricPath模式中设置。对话机制学习自动发生在为FabricPath模式设置的虚拟局域网中。当一个帧通过FabricPath核心端口时，这个帧包括一个带这个帧的源虚拟局域网ID的IEEE 802.1Q标记。这样，FabricPath端口就能够像802.1Q干线那样工作。这个虚拟局域网ID仍在FabricPath核心用于控制转发和水浸行为(flooding behavior)，就像经典的以太网网络一样。

　　桥接FabricPath和以太网域的边缘端口总是属于FabricPath虚拟局域网的FabricPath接口。思科FabricPath交换机将拥有与连接它的经典以太网交换机相同的虚拟局域网ID。但是，对于采用虚拟局域网模式设置的FabricPath，用于经典以太网模式的虚拟局域网设置不能在FabricPath核心端口上传送。

　　像生成树一样方便?

　　思科指出，虽然IS-IS构成了FabricPath的基础，但是，用户不需要IS-IS专家。思科保证说，用户能够启用FabricPath接口并且转发FabricPath封装的帧，就像他们能够激活生成树和互联交换机一样。