从STP到"去STP"，园区网络高可靠技术的演进
原创从STP到"去STP"，园区网络高可靠技术的演进
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为了保证网络的可靠性，我们往往会对关键链路进行冗余设计，而这难免就会产生一个封闭的物理环路，但是以太网的转发机制又决定了不能有物理环路，一有环路，发给所有主机的广播就会在环路反复传播，这便是广播风暴，此时网络及应用的访问将会变得缓慢，发生网络丢包等，甚至导致网络完全中断。
广播帧泛洪对交换机的CPU影响巨大，会导致不能从本地或远程登录交换机，唯一的选择就是重启或拔线。然而，通常大型的网络中定位和发现网络环路的位置又是相当困难的事情。
为解决网络环路问题，一系列环路保护协议应运而生。其中比较有代表性便是STP（生成树协议）。
什么是STP（生成树协议）
生成树协议是计算机网络中用于构建网络拓扑的一种协议。它通过选择网络中的某些连接来构建一个无环图，从而避免了网络中的环路，保证了网络的正常运行。
生成树协议的运行比较复杂，简单来说，生成树算法(STA)会首先创建一个拓扑库，找出并关闭网络中的冗余链路。运行STP后，数据帧就只能在STP选定的最优链路上传输。
其中值得注意也最让人诟病的是，诸如STP这类防环协议的核心思想都是通过人为阻塞端口来破坏环路，代价就是冗余的链路只能闲置下来做备份。
随着技术进步，人们逐渐开始采用可堆叠交换机和MC-LAG等方式来实现网络的高可靠，它们在一定程度上改善了网络环境，不过也带来了新的问题。
交换机堆叠的优势和弊端
交换机堆叠技术可以将不同物理交换机的端口进行链路聚合，使得下行链路具备更高的带宽和弹性，因为参与堆叠的交换机在逻辑上已经虚拟成一台交换机，所以也不需要为避免产生环路而去人为阻塞线路。
尽管堆叠技术为堆叠组内的多台交换机提供统一的管理界面，但由于堆叠技术高度依赖于软件控制，设备软件升级以及故障替换极易影响业务正常运行，一旦发生软件故障，整个网络节点都将瘫痪。此外，堆叠交换机的厂商锁定问题也较严重，私有的协议和专用线缆，给扩容改造增加了限制或者额外支出。
MC-LAG技术的优势和弊端
堆叠方案逐渐被MC-LAG所取代。
MC-LAG方案是一种采用多个物理连接和多个设备的链路聚合方案，MC-LAG设备在提供统一转发面的时，控制面板是独立的，可以轻松地添加或删除物理连接，从而提供更好的扩展性。
但是，MC-LAG下的peerlink互联同样会占用端口资源，并且相对于堆叠，MC-LAG下两台设备逻辑上仍然是两台，运维复杂度更高。
去STP/堆叠/MC-LAG的新一代高可靠园区网络设计
为了追求网络的高可靠和高可用，大规模部署的二层以太网结构变得越来越复杂、但是健壮性变得越来越差，建设和维护成本都高居不下，那么有没有一种高可靠组网下的更简化的网络架构呢？
一个可行的思路便是压缩二层域，将云数据中心全三层的IP路由组网技术平移到园区网络。
云化园区网络架构从设计之处充分地考虑了环路规避、多路径转发、高可靠、多路径等因素，采用天然无环路的Leaf/Spine架构和轻量级的ECMP机制，基于L3的网络能力，在保证最高链路利用率和最低复杂度的前提下实现组网的可靠性。底层的网络架构得到了全面优化，传统的STP，堆叠，MC-LAG都不再需要了。
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原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
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