详解SPB标准及数据中心应用

二、 SPBM在数据中心的应用

1. 大中型规模数据中心：两层的SPBM组网模型

大中型数据中心对于二层网络的组网要求可以概括为：

  管理成百上千台交换机形成大规模二层网络;

  支持最短路径转发，提高转发效率，降低网络时延;

  支持等价多路径转发，提高网络带宽利用率;

  支持多租户网络运维管理。

其组网应用方案如下：

图6. SPBM在大中型数据中心内部的组网架构

图6中红圈标注部分即是SPBM的骨干网部分，接入层交换机与服务器的虚拟交换机部分即是SPBM的接入网络，由IRF技术实现二层管理(或STP)。在SPBM的骨干网里，可以实现最大16条等价路径，也就是说数据中心的二层网络的汇聚交换机最大可以支持16台。汇聚换机的数量越多，容量越大，可以接入的服务器数量也就越多。可以有效地扩大数据中心服务器的容量和虚拟机的数量，提高数据中心的规模。

同时，SPBM可以保证骨干网的HA性能，确保任意节点、任意链路出现异常后，能在毫秒级时间范围内保证业务恢复正常。这一点能够有效的提高数据中心的HA性能，提高用户的业务体验。

2. 超大规模数据中心：三层SPBM组网模型

部分运营商的核心数据中心或是超大企业的数据中心需要部署在同一个二层网络中的服务器规模非常庞大(例如超过2万台服务器)。两层的SPBM组网模型有可能无法满足其超大规模的接入密度，所以需要调整SPBM的组网模型，进一步扩展整个二层网络的规模，将二层组网结构改成三层组网架构(如图7所示)。

图7. SPBM在超大规模数据中心内部的组网架构

需要说明的是，SPBM相对比较复杂。将二层SPBM结构调整为三层SPBM结构后，固然可以增加数据中心二层网络规模。但代价是进一步增加了网络构建和运维的复杂程度，提高了运维成本。

3. 小型数据中心：大二层简化组网模型IRF+PBB

大规模乃至超大规模数据中心毕竟仍是少数，大部分数据中心的规模都在5000台服务器以下。很多企业为了降低数据中心的建设成本，租用运营商的机房或机架空间，将数据中心部署在运营商机房中独立运维，可以视为一个独立的企业数据中心。运营商的数据中心运维管理也不包括这部分服务器。

这些小型数据中心，一个最显著的特点就是用户的运维水平以及对新技术跟踪掌握能力有限，所以SPBM的管理压力会让用户很难接受。用户希望网络能够支持VLAN扩展方案，便于其做多租户配置，但又不希望网络配置过于复杂，增加运维难度和风险。简单总结小型数据中心虚拟化二层组网的需求如下：

  二层网络规模较小(覆盖5000台服务器以下);

  尽量避免新技术带来的学习、管理、运维压力;

  支持多租户。

IRF+PBB为其提供了更加简单的组网方案，降低对新技术的难度要求。

传统的IRF+LACP组网方案是目前替代STP组网的的最佳方案。从IRF技术开始正式商用到现在已经有8年的时间，在市场上得到了广泛的应用。方案非常成熟，运维管理简单。PBB同样是非常成熟的技术，用户也不存在运维方面的压力。

图8. PBB+IRF在数据中心内部的组网架构

如图8所示，在这个简化的组网方案中，最大的特点是在汇聚交换机层面利用4台交换机IRF虚拟化替代了复杂的SPBM协议。在汇聚交换机和接入交换机之间只需要配置简单的LACP协议。这样整个网络的控制平面就是传统的IRF结合LACP技术。将极大地简化配置管理和运维管理复杂度。

在数据中心转发平面，是标准的PBB协议(见附录介绍)。PBB协议支持VLAN扩展功能，可以支持多租户的应用。

结束语

数据中心的集中化、规模化运营可以有效的降低整体运营成本。服务器的虚拟化可以有效提高资源利用率。因此，未来的数据中心一定会向规划化、虚拟化的方向发展。同时，更多企业客户为了降低数据中心的建设、运维成本，会选择将数据中心租用或托管的方式交由第三方运营管理。这样多租户也成为未来数据中心发展的必然方向。

从SPB协议的定制角度来看，其根本的目的就是要解决大规模二层网络的多租户应用。因此，SPB技术与数据中心的发展趋势是契合的，未来可能会在大规模和超大规模的数据中心网络中得到广泛的应用。