4.1. L2-Only Designs (L2のみ設計)

4.1. L2-Only Designs (L2のみ設計)

当初, ほとんどのデータセンター設計は, [IEEE8021D-1990] で最初に定義されたSpanning Tree Protocol (STP, スパニングツリー・プロトコル) を用いてループフリートポロジを構築し, 通常は3.1節で説明する従来型DCトポロジの変種を利用していました。当時, 多くのDCスイッチはLayer 3ルーティングプロトコルをサポートしていないか, 追加ライセンス料金付きでサポートしており, これが設計選択に影響しました。[IEEE8021D-2004] の最新改訂で導入されたRapid Spanning Tree Protocol (RSTP, 高速STP) および [IEEE8021Q] で規定されるMultiple Spanning Tree Protocol (MST, 複数STP) により, より大きなトポロジにおける収束性, 安定性, 負荷分散が向上する多くの改良がなされましたが, プロトコルの基本原理の多くが大規模DCでの適用性を制限します。STPとその新しい変種はパス選択にアクティブ/スタンバイ方式を用いるため, 3.2節で説明する水平スケールトポロジへの展開が困難です。さらに, 単一デバイス上の不適切な配線, 誤設定, 欠陥ソフトウェアに起因する大規模障害について, 運用者は多くの経験を有しています。これらの障害はしばしばスパニングツリー・ドメイン全体に影響し, プロトコルの性質上トラブルシュートが非常に困難でした。これらの理由と, ほぼすべてのDCトラフィックが現在IPであること, したがって外部接続のためにネットワークエッジでLayer 3ルーティングプロトコルが必要であることから, STPを用いる設計は大規模DC運用者の要件を通常すべて満たせません。[IEEE8023AD] などのリンクアグリゲーション・プロトコルへの各種拡張, 一般にMulti-Chassis Link-Aggregation (M-LAG, マルチシャーシLAG) として知られるものは, ループ防止のバックアップとしてSTPに依存しつつ, アクティブ・アクティブのネットワークパスを用いたLayer 2設計を可能にしました。このアプローチの主な欠点は, 多くの実装で2を超えて線形にスケールできないこと, 標準ベースの実装が乏しいこと, およびデバイス間で状態を同期する追加の故障ドメインリスクです.

STPなしで大規模かつ水平方向にスケーラブルなL2のみネットワークを構築できるようになったのは最近であり, [RFC6325] のTransparent Interconnection of Lots of Links (TRILL) プロトコルの導入によるものです。TRILLは大規模DC設計におけるSTPの多くの問題を解消しますが, 実装数が限られ, しばしばTRILL対応の特定機器が必要となるため, 適用範囲が制限され, そのような設計のコストが増します.

最後に, 基本TRILL仕様もM-LAGアプローチも, Layer 2 Ethernetベースのあらゆるソリューションの運用に有害な共有ブロードキャストドメインの問題を完全には解消しません。この問題提起に対処するTRILL拡張が後から提案され, 主に [RFC7067] で概説されるアプローチに基づきますが, これはファブリック構築に利用できる相互運用可能な実装の数をさらに制限します。したがって, TRILLベースの設計はREQ2, REQ3, REQ4を満たす上で課題があります.