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TRILL
运行原理
1
技术原理描述
1.1 TRILL
运行原理
运行
TRILL
协议的
Bridge
我
们称之为
RBridge
，即具有路由转发特性的网桥设
备，由
RBridge
构建的
TRILL
网络称之为
trill
< br>campus
，
Rbridge
通过运行自己
的链路状态协议（通过
IS-
IS
扩展的）认知
trill campus
< br>的拓扑。并使用最短
路径树算法生成从该
Rbridge
到达
trill campus
里的各
个
Rbridge
的路由转发
表（称之
为
trill
路由表）。
RBridg
e
又通过
ESADI(End Station
Address
Distribution
Informa
tion
终端地址交互协议
)
交互学习
各自的
Mac
地址，这样
Rbridg
e
就知道了终端
Mac
究竟属于哪个<
/p>
Rbridge
，
Rbridge
接收到普通以太网
数据帧时
（这里专指
802.1
）
查找
M
ac
表，
若该
Mac
< br>源发自某
Trill
edge
Rbridge
，
就将数据帧转换成
TRILL
数据帧在
trill campus
里转发，
TRILL
数据帧包含有
源目
Rbridge
信息，
而
Rbridge
则有到达各个
Rbridg
e
的路由信息，
这样
Rbridge<
/p>
可以对
TRILL
数据帧进行转发，
当一台
Rbridge
接收到一个
TRILL
数据帧时，
该
数据帧的目的
Rbridge
为其自身，则解封装
TRILL
报头，获得最初进入
trill
campus
的以太网数据帧，再进行转发。
这也就是说
TRILL
作为二层转
发技术，
通过引入三层路由的链路状态发现协议将
此前的
Bridget
升级为了具备路由能力的
Ro
ute-Bridge
。
当然
TRILL
的运行原理并不仅仅局限于上述这些，事实上以上所描述的
仅仅为
802.1
单播数据帧的转发功能，从数据报类型上分还
包括广播报文和多播报文，
此类报文的处理正是二层链路协议的核心和重点，
不合理或存在漏洞的二层链路
协议会造成二层环路，纯
802.1
二层网络一旦出现环路将造成广播报文的激增，
整网将处于瘫患状态，直到环路解除为止。
TRILL
协议首先针对二层环路没有
TTL
的问题进行
了改进，
在
TRILL
报文头中引
入了
TTL
字段，这样
TRILL
报文在
trill campus
中即使发生了环路问题也不至
于造成严重的后果。
另外
TRILL
协议对多播及广播报文
的转发设计了分发树（
distribution tree
）
的多播转发行为，
当然它的分发树类似于
STP
的生成树，
它也有一个类似于根桥
的
root bridge
，与
S
TP
的生成树算法不同的是
TRILL
的分发树是从
ISIS
的网
络拓扑中计
算产生的，
并为每一个
VLAN
生成一
棵分发树，
在发生
VLAN
变化或接<
/p>
口变化时，
这种分发树的过程不需要额外的配置，
完全是由
Rbridge
自动完成的。
当一台边缘
Rbridge
收到一个某
VLAN
的广播帧或多播帧时，
Rbridge
除了向自
己的其它普通
vlan
口分发该数据帧外，还要封装该数据帧为
TRILL
数据帧，目
的
Rbridge
为该
VLAN
分发树的根桥，
通过根桥将该数据
帧扩散的与该
VLAN
相关
的其它所有
Rbridge
设备上。
以上是
TRILL
运行的基本原理，
TRILL
协议为实现上述运行方案设计了一整协议
规范，包括了数据平面和控制平面的
TRILL
运行规范。
1.2
数据平面
TRILL
数据帧格式如下图：
TRILL
报文的源目
Rbridge
MAC Address
指示
TRILL
报文发出的源
Rbridge
和目
R
bridge
，这两个字段在
TRILL
报文逐跳转发过程中是会发生变化的，这不同于
我们传统的二层转发行为，
其变化的方式参看下一个图标的说明。
在
802.
1
报头
中通过
TRILL Ether
type
插入了一个
TRILL
报头，
之后才是最初的以太网报文。
TRILL
报头中包括版本
(ver),
多播标记（
M
< br>），选项长度（
Option
Length
），
TTL
（
Hop <
/p>
Count
）
，
出口
Rbridge
（
Egress
RBridge
Nickname
）
，
入口
Rbridge
（
Ingress
Rbridge Nicknam
e
）以及
TRILL
的选项（
Header Options
）。其中出口
R
bridge
为该
TRILL
的目标<
/p>
Rbridge
，可理解为该报文要从该
Rbridge
到
TRILL campus
< br>之外，入口
Rbridge
为报文是从该
Rbridge
进入
trill
campus
的。对于
802.1q
报文在
Trill
报文外层有一个
O
uter-Vlan
在里层有一个
Inner-Vlan
，
分别对应
于为
TR
ILL
转发使用的
VLAN
和进入
trill campus
时生成的
Vla
n
。
在数据转发平面上，
Rbridge
只有两种数据帧的输入情况，一种是普通数据帧，
另一种是
TRILL
数据帧。我们以单播报文在
TRILL
网络里的转发为例看一下
R
bridge
是对单播数报文普通数据帧和
TRILL
数据帧的转发处理行为是怎样的。
见上图，
Host
A
发出一个单播报文要到
Host
B
，它们之间是一个
trill
campus
，
首先
A
发送单播以太网报文给
RB1
，源
目
MAC
地址分别为
A
和
B
，
RB1
接收到该
普通报文，
查找
Ma
c
表，
获知该
Mac
< br>位于
Trill
网络的
RB3<
/p>
上，
于是
RB1
为该普
通报文封装了
TRILL
头，<
/p>
Ingress Rbridge
为
RB
1
，
Egress Rbridge
为
RB3
，然
后
RB1
查找到达
RB3
的
Trill
Nickname
表
< br>（即
Trill
路由表）
，
找到要到达
RB3
的下一跳有
RB2
，
于是
RB1
填充
Distination
Rbridge
Mac
Addre
ss
为
RB2
的
Mac
，
并填充
Source
Rbridge Mac Address
为其自身
RB1
的
Mac
，并将此报文发送给
RB2
。
RB2
接收到该报
文发现是
TRILL
单播报文，其目的地为
RB3
，
RB2
直接查找
Trill
路由表，找到
RB3
就是自己某接口上的邻居，于是修改
Distination
Rbridge Mac Address
为
< br>RB3
的
Mac
，同时修改
Source Rbridge Mac Addresso
为其自
身
RB2
的
Mac
，
转发该报文。
RB3
收到该
Trill
报文发现此报文目标
Trill
nickname
为其自身，则解封装该
Trill
报文，解封装后的报文继续进行二层转
发，丢给了
Host B
。
这里
RB1
与
RB2
之间的
TRILL
报文
Ou
ter-Vlan
为他们之间通过
TRILL
VLAN
协商
好的
Desig
nated VLAN
，该
Designated VLAN<
/p>
仅仅为了达到两台
Rbridge
互联互
通的目的，在一台交换机接收到一个
TRILL
数据帧时，真实起作用的是
Inner-
VLAN
，
包括该
Inner-VLA
N
的
C-Tag
字段，
以及
Inner-VLAN
的值，
数据面
Rbridge
维护有一张该
Rbridge
所关心的
VLAN
列
表，当接收到的
TRILL
数据帧
In
ner-VLAN
不在该列表中，则
Rbridge
忽视该报文，只进行转发，而如果存在
于该
VLA
N
列表中，当报文可被此
Rbridge
接收则送
CPU
。
对于多播数据转发如下图所示例子：
如上图，在
TRILL
campus
会为不同的
VLAN
创建分发树
(Distination
Tree)
，图
中红色线条表示
VLAN 10
的分发
树，蓝色线条表示
VLAN20
的分发树。与
< br>ISIS
的最短路径树不同的时，
这种分发树不存在环路
，
也就是说树中的任意两个结点
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