1月31日 传统的数据中心为了实现冗余备份及环路控制，基本都采用STP+VRRP的经典组网方式。近几年随着网络的普及、云计算的火热，虚拟化技术的发展，需要数据中心处理的信息容量突增，服务器数量呈几何计数增加，数据中心的网络带宽也已有100G。传统的数据中心技术已无法满足应用需要，数据中心网络领域新技术不断涌现。目前在数据中心领域发展大二层网络已在业内达成共识，而相关标准还不完善，多家有实力的技术厂家都开发了各自的二层互联技术，因此出现了“百家齐放，百家争鸣”的局面。

　 　 STP技术是IEEE802.1D中定义的一个应用于以太网交换机的环网技术标准，其通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。STP标准发展经历了STP、RSTP以及MSTP，是目前应用最为广泛的环网技术，除了网络巨头思科之外，几乎所有网络厂商的设备均支持此技术。而思科仅支持自己私有协议PVST、PVST+以及MST，其实现原理与STP类似，只是交互的协议报文略有不同而已。

　 　 STP技术虽然在传统的数据中心中应用广泛，但也存在明显的缺点。为了消除环路，所有冗余路径都被阻止了，所有被阻止的路径都代表着闲置的带宽，单位带宽的增加意味着有越来越多的带宽没有得到利用。当转发路径发生故障时，STP必须根据网络拓扑计算放开部分阻塞端口。在大型网络中，网络拓扑计算收敛的过程至少需要花费几秒钟时间，这对于存储网络以及高性能的数据中心是无法接受的。

　 　 如下图是STP技术的典型应用场景，Switch 1和Switch 2设备启用VRRP协议，而下游二层设备启用STP协议，红色的线路是冗余线路，一半的网络带宽空闲。

STP协议典型应用场景

　 　 TRILL多链路透明互联（Transparent interconnection of Lots of Links），即Trill协议，是IETF推荐的L2网络标准。TRILL的一个目标就是寻找最短可用路径并利用这个路径。要做到这一点需要了解整个拓扑以及当下的网络利用情况。TRILL“知道”整个架构并知晓如何有效利用这个架构，因此网络可以得到更有效的利用。TRILL实际上是将网络负荷分解到多个路径上，从而更有效地利用网络带宽。通过在L2网络上增加多路径功能，TRILL解放了网络带宽并使得L2网络更加具有弹性和更加适合在虚拟化环境中应用。

　 　 TRILL是新一代数据中心的二层网络技术，其所有路径都是有效的。带宽利用率高，如下图典型应用的方式，所有的网络设备都支持虚拟化，TRILL协议的所有路径都是有效的：

TRILL协议应用场景

　 　 TRILL是IETF的二层网络标准技术，除此之外，思科在2010年提出了FabricPath技术，其与TRILL类似，协议封装更为简单，支持多拓扑能力。与TRILL协议一样，FabricPath也要依靠ISIS协议来实现，其不再依赖MAC地址进行寻址转发。虽然FabricPath是一个私有协议，但实际比TRILL更加具有实用性，不仅封装简单，除了具有TRILL的所有特性，还具有基于会话的MAC地址学些、“多重拓扑”等功能。思科至所以推出私有的FabricPath，原因在于2010年时，IETF的TRILL还未推出，FabricPath的推出在市场上引起了很大轰动，并且FabricPath与之后的TRILL可以做到完全兼容。

　 　 QFabric是Juniper公司提出的技术，是Juniper公司“层云计划”的一个研究成果，意在推广一个数据中心只有一层网络的理念。它是由QF/Node，QF/Interconnect，QF/Director三个组件组成。QF/Node是分布式解决引擎，QF/Interconnect是高速连接的设备，QF/Director则是可使整个网络中的设备可通过一台设备来控制的工具。通过部署QFabric，可为数据中心带来低延迟、高带宽、低能耗的特性，并将网络架构从三层简化为一层，从而极快地将资源相互连接在一起，提升数据中心的运营效率。不过这个Juniper两年前提出的技术，在当下只是一个愿景，目前的数据中心并不适合采用QFabric，因为人们很难想象从三层到一层可以在这么短的时间内实现，它更像是未来十年、二十年后数据中心的技术，因此在目前实际的数据中心中采用QFabric技术应用的并不多。

　 　 VXLAN是由思科与VMware共同提出的，它是一种在UDP协议中封装MAC的简单机制，可以创建跨多个物理IP子网的虚拟二层子网。VXLAN是通过一个24位分片ID分类，这样在一个数据中心内它能部署百万个虚拟网。比起分配4094个VLAN的技术，VXLAN可以分配1600万个VXLAN网。如果要创建一个完全虚拟化的基础架构云服务，希望通过客户配置的虚拟设备连接客户子网与外部网络，那么VXLAN就是一种理想的技术。不过VXLAN不是配置在物理交换机上，而是部署在服务器上。

　 　 NVGRE与VXLAN技术类似，都是为解决4094个VLAN无法支持多个云租赁和应用程序的问题。NVGRE出自微软、惠普及英特尔，NVAGE是它们向IETF提交的通用路由封装标注草案。NVGRE是一个由RFC 2784定义和RFC 2890扩展的通道协议，该协议提供了一种封装方法，将数据包发送到二层或三层网络目的地址。NVGRE提议使用GRE来创建一个独立的虚拟二层网络，限制物理二层网络或扩展超过子网的边界。比起VXLAN，NVGRE技术还不太成熟。VXLAN详细地描述了数据包是如何通过通道寻找到目标终端，并在部分设备上已经实现此功能，而NVGRE则描述还不够明确，也没有相应的实现产品。

　 　 EVI是H3C公司的私有协议，是一种先进的“MAC in IP”技术，用于实现基于IP核心网络的L2VPN技术，它是一种介于全三层网络和全二层网络之间的技术，适用于传统数据中心。通过EVI技术，使传统的数据中心就可满足云计算、虚拟化的实现。

　 　 在上表中列出了目前数据中心主流二层技术的对比。通过对比，可以看到二层技术都各有优劣。通过多家厂商的努力，在未来的数据中心必然会有一种像STP协议应用如此广泛的新技术，那么哪种技术将被历史所淘汰，哪种技术又会被人们热捧，让我们拭目以待吧。