TRILL简介

介绍TRILL的定义及目的。

定义

TRILL(Transparent Interconnection of Lots of Links)是一种把三层链路状态路由技术应用于二层网络的协议。TRILL通过扩展IS-IS路由协议实现二层路由，可以很好地满足数据中心大二层组网需求，为数据中心业务提供解决方案。

目的

在云计算时代，数据中心内部一般采用分布式架构处理海量数据的存储、查询、搜索等相关业务。这导致服务器和服务器之间需要进行大量的集群计算，在服务器之间产生了大量的东西向流量。同时集群计算越来越多地利用虚拟机技术来实现，虚拟化的直接后果是使单位计算密度极大提升，物理服务器吞吐量将比虚拟化之前成数倍提升。另外，为了更大幅度地增大数据中心内业务可靠性、降低IT成本、提高业务部署灵活性、降低运维成本，需要虚拟机能够在整个数据中心范围内进行动态迁移。

由于上述云计算下数据中心的新特点，使用传统的二层（xSTP）接入，三层汇聚/核心（路由）的层次化网络划分模型构建数据中心网络时逐渐显得力不从心。目前，业界普遍采用大二层胖树架构。为了部署一个无阻塞的大二层网络并能够实现虚拟机的任意迁移，以及适应目前不断增大的网络规模，TRILL协议应运而生。TRILL相对于传统二层协议xSTP和三层路由协议的优势如下表所示：

表1 TRILL与xSTP对比表
云计算数据中心网络要求	说明	TRILL网络	xSTP网络
虚拟机任意迁移	作为云计算的核心技术之一，服务器虚拟化已经得到越来越广泛的应用。为了更大幅度地增大数据中心内业务可靠性、降低IT成本、提高业务部署灵活性、降低运维成本，需要虚拟机能够在整个数据中心范围内进行动态迁移，而不是局限在一个汇聚或接入交换机范围内进行迁移。	TRILL协议部署在大二层网络，可以支持虚拟机在整个数据中心动态迁移。	对于传统二层xSTP接入+三层IP路由的网络架构，如果虚拟机跨网段迁移，无法实现迁移前后的IP地址保持一致。所以只能支持虚拟机在一个网段内的迁移。
无阻塞、低延迟数据转发	云计算时代下的数据中心流量模型和传统运营商流量模型不同，数据中心中主要是服务器和服务器之间的东西向流量。为保证业务正常开展，需要支持网络数据的无阻塞、低延迟转发。	TRILL网络中每台设备都以自身节点作为源节点，基于最短路径算法计算到达其他所有节点的最短路径，如果存在多条等价链路，在生成单播转发表项时候能够形成负载分担。当存在多路径转发时候，能够充分利用网络带宽，网络中的每个节点都能实现线速转发。	通过阻塞链路实现单路径的转发，极大的浪费了带宽，并且违背了无阻塞网络架构的思想。
网络规模大	对于云计算时代下的大型数据中心，支持的服务器数量要能够达到十万甚至百万级别。为了实现无阻塞转发，网络规模要能够达到几百台甚至上千台交换机，在这种大规模组网情况下，组网协议要能够有效避免环路。网络内部的节点和链路故障时，要能够触发整网快速收敛，业务迅速恢复。另外，要求网络维护简单，方便用户业务部署。	网络规模：理论上可以支持1000台左右的交换机。环路避免：引入IS-IS作为控制面协议，天生无环。收敛速度：采用路由协议生成转发表项，并且TRILL头部有hop-count字段能够允许短暂的临时环路，收敛速度能达到亚秒级。维护难度：配置比较简单，很多配置参数比如nickname、systemID等都可以自动生成，多数协议参数采用缺省配置即可；其次，单播、组播统一控制协议，用户只需要维护一套协议。	网络规模：有网络直径不超过7的限制，支持一百台左右设备。环路避免：通过阻塞端口破环。收敛速度：协议收敛机制设计的比较保守，收敛速度仅能达到秒级。维护难度：xSTP+三层路由的组网中单播和组播需要维护IGP、PIM等多套路由协议，维护量较大。
多租户	云计算时代下一个物理数据中心不再被一个租户所独享，而是可以同时被多个租户同时使用，每个租户对应一个虚拟数据中心实例，每个租户仿佛享有独有的服务器、存储、网络资源，租户之间数据流量需要进行隔离。	目前TRILL标准采用VLAN ID作为租户标识，通过VLAN对不同租户流量进行隔离，在云计算产业和大二层组网运营处于起步阶段，VLAN ID的4096限制不会形成瓶颈。TRILL后续会演进到通过FineLabel来进行租户标识，FineLabel为24bit，理论上能够支持16M租户规模，足够满足将来租户规模扩展性的需求。	受限于VLAN数量限制，最多只支持4096的规模。
可扩展性	为了适应数据中心高速发展的需要，数据中心网络需要具有良好的可扩展性。	采用xSTP协议的传统二层网络，可以无缝接入TRILL大二层网络，同时TRILL支持的网络规模较大，收敛速度较快，可扩展性比较好。	网络规模受限，收敛速度较慢，可扩展性比较差。