Trill基础

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。

注：设备trill功能需要购买license。

Trill基础名词解释：
1、 RB:
RB（Router Bridge）指运行TRILL协议的二层交换机，根据RB在TRILL网络中的不同位置，可将其分为Ingress RB、Transit RB和Egress RB三种，分别表示入节点、中间节点及出节点。

2、 DRB：（接口DRB优先级默认为64）
DRB（Designated Router Bridge）指在TRILL网络中作为中间设备被指定承担某些特殊任务的RB，它与IS-IS中的指定中间系统DIS（Designated IS）相对应。DRB负责与网络中每台设备进行通信，最终使整个VLAN的LSDB（Link State DataBase）达到一致状态，同时DR需要完成如下工作：
1）、当网络中存在多于两台RB时，产生伪节点LSP（Link State PDUs）；
2）、发送全序列号报文CSNP（Complete Sequence Number PDUs），同步LSDB；
3）、指定Designated VLAN，指定某个Carrier VLAN转发用户报文及TRILL控制报文；
4）、指定AF（Appointed Forwarder），每个CE（Custom Edge） VLAN只能由一个RB作为AF。

注：DRB选举规则：
1）、优先级较高的被优选为DRB；
2）、优先级相同，MAC地址较大的被优选为DRB。

3、 AF：
被指定用来转发流量的RB，只有AF可以作为Ingress和Egress，非AF只能作为Transit RB，即当服务器采用双上行接入TRILL网络时，如果服务器网卡不采用负载分担的方式接入，很容易产生环路。所以需要指定一台RB作为转发用户流量的RB。

注：AF由DRB负责指定，选举规则：
1）、检查TRILL网络入口的两台RB所使能的CE VLAN，具有与用户流量相同VLAN的RB被指定为AF；
2）、若满足条件1的不止一台，则比较DRB优先级，DRB优先级较高的RB被选举为AF；
3）、DRB优先级相同，则选取系统MAC地址较大的RB为AF；
4）、系统MAC地址相同，则选取接口PortID较大的RB为AF；
5）、PortID相同，则选取SystemID较大的RB为AF。

4、 CE VLAN：
用以接入TRILL网络的VLAN，通常配置在TRILL网络边缘设备上。用以生成组播路由。（承载普通以太报文）

5、 admin VLAN：
一种特殊的CE VLAN，用于承载TRILL网络网管流量，即带内管理vlan。

6、 Carrier VLAN：
用于转发TRILL数据报文和协议报文的VLAN。一台RB最多可配置三个不同的Carrier VLAN。（入方向上，普通以太报文在Carrier VLAN中被封装成TRILL报文，出方向上，TRILL报文在Carrier VLAN中被解封装为普通以太报文。）

注：Carrier VLAN必须为未创建的VLAN，而CE VLAN和admin VLAN必须是已经通过vlan命令创建的VLAN，且CE VLAN和admin VLAN不能与Carrier VLAN相同。

7、 Designated VLAN：
TRILL网络中可能配置多个Carrier VLAN，被指定转发TRILL数据报文和协议报文的Carrier VLAN被称为Designated VLAN，即DVLAN。

8、 Nickname：
Nickname相当于IP地址，用来唯一标识一台交换机。一台RB仅支持配置一个Nickname，且须保证Nickname全网唯一。Nickname优先级和根优先级两种属性的作用：
?优先级主要用来在TRILL网络中解决Nickname冲突：
1）、如果一个TRILL网络中有两台设备的Nickname相同，则Nickname优先级较大的被发布，较小的被抑制；
2）、如果优先级相同，则比较两台RB的SystemID，较大的被发布，较小的被抑制。
?根优先级的主要作用是用来参与选举组播树根，TRILL会选取Nickname根优先级最大的两个RB分别作为两棵组播树的树根。

9、 端口类型：
1）、Trunk端口：交换机之间进行互联的端口，只允许转发TRILL数据报文和协议报文，不允许转发Native Ethernet报文；
2）、Access端口：接入端口，链路上只收发Native Ethernet报文和协议报文，不收发TRILL数据报文；
3）、Hybrid端口：混合端口，既可以转发TRILL数据和协议报文，也可以转发Native Ethernet报文；
4）、P2P端口：一种特殊的Trunk Port，所连接的交换机不进行DRB选举；通常在P2P网络类型中，用于连接两台RB的接口，会设置为p2p类型。（缺省情况下，RB的端口为P2P）

10、 NET：
与IS-IS类似，采用网络实体名称NET（Network Entity Title）来标识交换机本身的网络层信息。
1）、Area ID：区域地址用来标识区域。与IS-IS不同的是，TRILL的区域地址规定为“00”。
2）、System ID：系统ID用来唯一标识一台主机或交换机，在设备的实现中，它的长度固定为48 Bit；System ID可以自动生成也可以通过配置得到，若未配置，则自动生成的与RB的桥MAC地址相同。
3）、SEL（Selector）：作用类似IP中的“协议标识符”，不同的传输协议对应不同的SEL。TRILL协议的SEL为“00”。

Trill报文格式：
Trill报文分为控制报文与数据报文，TRILL引入IS-IS作为控制面协议，使用PDU数据包来进行控制信息处理，并对IS-IS PDU进行了扩展，具体控制层报文可查看IS-IS协议。
与trill类似，有三种PDU：HELLO、LSP、SNP。
1、HELLO：用于建立和维持邻居关系，广播网中使LAN Hello；非广播网络中则使用P2P Hello；
2、LSP：用于交换链路状态信息；
3、SNP：分为CSNP（全序列号报文）和PSNP（部分序列号报文），CSNP发送LSDB中所有LSP的摘要信息（在广播网络上，CSNP由DRB定期发送发送，缺省10S；在点到点链路上，CSNP只在第一次建立邻接关系时发送） ； PSNP用来向邻居请求新的LSP以及确认邻居发送的LSP。

TRILL数据报文：

Trill路由计算：
当Trill网络中所有RB所维护的LSDB一致后，会利用SPF算法，分别进行单播转发表和组播转发表的计算。
1、 单播路由表生成：每台RB都以自己为根节点，生成到其他所有节点的最短路径树。结合邻居信息，获取到达邻居节点的出接口和下一跳，并根据邻居发布的Nickname信息，生成Nickname单播转发表。
2、 组播路由表生成：为了方便组播流量的传播，通常会形成不止一棵组播分发树。其形成过程如下：
1）、Root RB选举：每台设备根据整网所有设备发布的Nickname的根优先级和支持的分发树数目，获取根优先级最高的Nickname以及整网最小的分发树数目N，拥有最高根优先级的Nickname所属的RB被选举为Root RB。如果根优先级相同则system-id较大的RB会被选举为Root RB。
2）、分发树树根选举：Root RB有权指定分发树树根，如果没有指定则以Nickname根优先级最高的N个RB为分发树树根。
3）、分发树计算：分别以N个分发树树根为源节点，计算到整网所有其他节点的最短路径树。
4）、RPF检查表生成：基于每个Ingress RB通告的选择的分发树信息，生成RPF检查表，用于避免组播环路。
5）、剪枝计算：基于每个Ingress RB通告的信息，进行剪枝计算。

注：Nickname根优先级最高的节点、分发树树根必须单播可达，因此组播路由计算需要在单播计算之后。