企業(yè)網(wǎng)D1Net  2月17日 生成樹協(xié)議是以太網(wǎng)最為的古老技術，在傳統(tǒng)的二層環(huán)網(wǎng)中，已經(jīng)使用了相當長時間，是唯一的一種應用最普遍的環(huán)網(wǎng)冗余技術，技術人員對生成樹協(xié)議的偏愛思想已經(jīng)根深蒂固。生成樹協(xié)議也不是一成不變的，是在實際使用中會不斷完善，其從最開始的STP發(fā)展到現(xiàn)在的MSTP，在不斷地更新與完善。然而，隨著數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷擴大，生成樹協(xié)議開始逐漸顯得力不從心，但數(shù)據(jù)中心的技術人員仍不愿完全放棄生成樹協(xié)議。

生成樹協(xié)議的英文全稱是Spanning Tree Protocol，簡稱STP，在IEEE 802.1D介質訪問控制網(wǎng)橋標準中有比較完整的介紹，STP就是用于解決二層網(wǎng)絡環(huán)路問題的一種智能算法，后來又出現(xiàn)了RSTP和MSTP協(xié)議，在此統(tǒng)稱為STP。STP運行于數(shù)據(jù)鏈路層的LLC子層，屬于二層網(wǎng)絡管理協(xié)議。通過STP可在二層網(wǎng)絡中形成無環(huán)路的邏輯交換拓撲結構，并提供較強的網(wǎng)絡容錯功能，STP掌管著端口的轉發(fā)和開關的大權，允許用戶進行管理配置，可根據(jù)實際的應用場所和環(huán)境更好地管理網(wǎng)絡，在二層網(wǎng)絡中有著非常普遍應用。數(shù)據(jù)中心基本是一個大二層的網(wǎng)絡，為了實現(xiàn)可靠性的設計，一般通過增加新的網(wǎng)絡資源提供物理冗余，STP負責監(jiān)測拓撲結構的變化，并能在拓撲結構發(fā)生變化之后重構新的生成樹拓撲結構。比如當一個交換機發(fā)生故障或某一條數(shù)據(jù)通路斷開，STP將啟動備份鏈路，重新構建生成樹的拓撲結構，實現(xiàn)網(wǎng)絡容錯功能，STP已經(jīng)成為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的必選技術。

隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴大，人們對數(shù)據(jù)中心故障恢復時間要求也在提高，STP協(xié)議的固有缺陷使得其很難滿足數(shù)據(jù)中心的需要。STP是通過對多路徑冗余中部分路徑阻塞來消除環(huán)路的，這樣浪費了帶寬，給整網(wǎng)轉發(fā)能力帶來了瓶頸。STP是在超小型集線器年代設計的，在大型網(wǎng)絡中，STP網(wǎng)絡拓撲變化重新計算需要花費幾秒到幾十秒的時間，這樣的收斂時間在視頻業(yè)務、存儲業(yè)務、搜索業(yè)務應用中是無法滿足要求的。隨著網(wǎng)絡規(guī)模越來越大，STP收斂的時間會越長，若在網(wǎng)絡中出現(xiàn)頻繁的端口UP/DOWN，STP會一直在計算，網(wǎng)絡長時間無法恢復，甚至最終可能會因計算錯誤而引起業(yè)務長時間中斷。

既然STP協(xié)議有這么明顯的缺陷，為何在數(shù)據(jù)中心還會有這樣大量的應用呢？原因很簡單，在二層環(huán)網(wǎng)技術中除了STP幾乎找不到更好的生成樹協(xié)議，思科提出了自己私有的生成樹協(xié)議PVST/PVST+/MST，華為提出了自己私有的生成樹協(xié)議RRPP/RPR，但這些技術和STP基本類似，也存在STP的問題，加上私有協(xié)議還很難與別的設備對接，所以應用最廣的還是STP協(xié)議。早期的數(shù)據(jù)中心規(guī)模較小，STP協(xié)議還能應付。隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大，STP協(xié)議越來越難以適應。針對STP的使用限制，IETF設計了多鏈路透明互聯(lián)TRILL，TRILL引入了L2 ISIS作為尋址協(xié)議，實現(xiàn)多路徑轉發(fā)，支持任意的拓撲結構和鏈路技術，TRILL克服了STP在規(guī)模上和拓撲重聚方面存在的不足，并降低了延遲，TRILL就是針對STP協(xié)議的缺陷而設計的。

有TRILL這樣好的協(xié)議，但在數(shù)據(jù)中心里卻幾乎沒有應用。數(shù)據(jù)中心對放棄STP轉而使用TRILL的熱情并不高。首先，數(shù)據(jù)中心里一直采用的STP協(xié)議，雖然STP協(xié)議有缺陷，但在絕大部分的時間STP運行都是正常的，雖然鏈路有冗余浪費，但財大氣粗的數(shù)據(jù)中心不差錢，對這種浪費不敏感，只要保持數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡穩(wěn)定就可以。這些數(shù)據(jù)中心的技術人員并不覺得STP有什么不好，有的技術人員可能工作幾年都沒有碰到一次STP故障導致的嚴重問題，所以他們雖然知道STP有缺陷，但存在一種僥幸心理，只要保持網(wǎng)絡穩(wěn)定，就可以規(guī)避STP的缺陷。其次，STP協(xié)議在技術人員的心里分量很重，早期的VRRP+STP的經(jīng)典組網(wǎng)技術影響著一代技術人，要改變人的使用習慣，比較困難。雖然現(xiàn)在虛擬化技術，聚合等新技術層出不窮，花樣繁多，但也讓人眼花繚亂。技術人員還是喜歡經(jīng)典的技術，穩(wěn)定的技術就是最好的技術，而不是需要那么多花樣。再次，TRILL技術雖然這兩年屢屢被人提及，但仍然是一個存在于實驗室的技術，2013年才逐漸開始有一些網(wǎng)絡設備支持，雖然協(xié)議很好，但還沒有經(jīng)受過實際數(shù)據(jù)中心考驗，哪個數(shù)據(jù)中心也不愿意首先償鮮。而且基本支持TRILL的網(wǎng)絡設備對這項軟件功能還要單獨收費，更讓人望而卻步。再加上更多的人對TRILL協(xié)議的實現(xiàn)還沒有弄清楚，數(shù)據(jù)中心缺少精通TRILL的技術人員，自然沒有人愿意使用它。最后，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)使用了STP多年，不太可能放棄STP，只有對于新建的數(shù)據(jù)中心，才有實施的可能。不過解決二層環(huán)路的技術不僅有TRILL，還有虛擬化技術，聚合技術可供選擇，可供數(shù)據(jù)中心選擇的技術越來越多。隨著建設新一代數(shù)據(jù)中心熱潮的興起，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)關注到了這些新技術，但實際行動起來去部署，還要等待一段時間。

近年來數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)應用越來越廣泛，數(shù)據(jù)中心內部使用的網(wǎng)絡技術也得到了迅猛發(fā)展。隨著應用的深入，各種二層環(huán)網(wǎng)技術不斷涌現(xiàn)，古老的STP協(xié)議顯得有些不合適宜了，但是數(shù)據(jù)中心仍不愿放棄生成樹協(xié)議，除非現(xiàn)在有一種更完善，并經(jīng)過實踐長期檢驗的技術出現(xiàn)，才有可能動搖數(shù)據(jù)中心那些技術人員的固有思想。而現(xiàn)在雖然各種技術層出不窮，但有的甚至還沒有形成一個統(tǒng)一的意見，統(tǒng)一的標準。絕大多數(shù)的網(wǎng)絡設備還無法支持這些新技術，所以在將來一段時間內，生成樹協(xié)議依然是數(shù)據(jù)中心的主流技術，并將長期存在。