SPB-Mの概要 (IEEE802.1ad〜IEEE802.1ah〜IEEE802.1aq)

SPB-M(IEEE802.1aq)は本来、キャリアが顧客へ「WAN超えでのEthernetブロードキャストドメイン」 を提供するための技術の規格です。

歴史的にはIEEE802.1ad(いわゆるQ-in-Qトンネル)から始まり、 IEEE802.1adのスケーラビリティの問題を解決するためにIEEE802.1ahが生まれ、それをさらに改良するためにSPB-M(IEEE802.1aq)が生まれました。

IEEE802.1adとは

IEEE802.1adはIEEE802.1q(いわゆるタグVLAN)のVLANタグ(VID)を二重化し、1つは顧客のVLAN(Customer-VID=C-VID)、 もう1つは顧客自体の識別子(顧客識別子=サービスインスタンス識別子=Service-VID=S-VID)として利用するものでした。 これにより、例え顧客間でC-VIDが被っても、S-VIDにより識別することができます

ですがこの技術について以下の2つの問題点があることが分かりました。

  • 顧客を最大4094までしか収容できない(顧客識別子であるS-VIDの数が4094)
  • 網内中継スイッチにおいても顧客端末のMACアドレスを学習する必要がある

これらの問題を解決するためにIEEE802.1ahが登場しました。

IEEE802.1ahとは

IEEE802.1ahとは、EthernetフレームをEthernetフレームでカプセル化する方式で、Mac-in-Macとも呼ばれています。

顧客を識別する顧客識別子(サービスインスタンス識別子)にはI-SID(Individual Service ID)と呼ばれるものを利用し、IEEE802.1adでは12bit(2の12乗-2=4094)だった顧客収容数を24bit(2の24乗-2≒1678万)まで増やすことができました。

また、カプセル化することで網内のスイッチでは顧客端末のMACアドレスの学習が不要になり、網内中継スイッチの MACアドレステーブルを少なくすることができました。

また、すでに構築してしまった既存のIEEE802.1ad網同士を相互接続をするため、IEEE802.1ahの相互接続インタフェースでは、 IEEE802.1adの顧客識別子(S-VID)をIEEE802.1ahの顧客識別子(I-SID)に変換する機能も持たせています。

SPB-Mの特徴

さて、IEEE802.1aq(SPB-M)IEEE802.1ahのフォーマットを流用しています。

I-TAG(4byte)の中身はIEEE802.1ahと同じであり、I-SID(3byte)とその他[予約(3bit), NCA(1bit), I-DEI(1bit), I-PCP(3bit)]となっています。

  • NCA=No Customer Addresses: 1の場合、C-SAやC-DAが有効ではないことを示す。網内管理用パケット等で利用。
  • I-DEI=Instance Drop Eligible Indicator: 輻輳時の優先廃棄に利用(IEEE802.1adのDEIに相当)
  • I-PCP=Instance Priority Code Point: QoSに利用(IEEE802.1p=CoSに相当)

ところで、IEEE802.1ah と IEEE802.1aq の違いはどのようなものでしょうか

それは網内の通信効率性設計・設定の容易性です。

IEEE802.1ahはループ防止としてスパニング・ツリー、および、B-SA(Backbone-Source-Address:BEBが付け加えた Ethernetヘッダの送信元MACアドレス)が自身のBackbone-MACアドレス(B-MAC)になっていないかのチェックを想定しています。 ループは防げるのですが、負荷分散の機能がありません。また、STPの実装に当たっては、STPの設計(ルートブリッジの検討等) および手動での設定が必要となります。

それに対してIEEE802.1aq(SPB-M)は、IS-ISにより自動でトポロジ検出をすることにより、 全てのスイッチが各々をルートブリッジとするShortest Path Treeを自動で構築し、 自動でのループ回避、および負荷分散が可能となります。また、B-SAを Reverse Path Forwardingによるループチェックも行うことができます。

また、IEEE802.1ahとの比較ではありませんが、マルチキャストの設計・設定も容易になります。 これは、マルチキャストルーティングで使うSPT(Shortest-Path-Tree)は送信元IPとマルチキャストグループアドレスの 組み合わせ(S,G)毎に決まるのに対し、SPB-MではIS-ISにより各BEB毎にSPTがあらかじめ決まるためです。

SPB-MはL2通信なので、L3のマルチキャストルーティングと単純比較はできませんが、 効率的なマルチキャスト通信をIS-ISの設定のみで実現できるというのは大きな魅力です。 (L3マルチキャストルーティングの設計・設定はトテモフクザツ。。)

詳細はSPB-Mの動作の章で説明します。

ただし、いいことばかりではありません。制約もあります。

IEEE802.1ahにおいて、BEBにはIEEE802.1ah対応スイッチを置かなければなりませんが、UNIの無い網内中継スイッチはB-DAとB-VIDのみを見て転送するだけなので、 IEEE802.1qやSTPにさえ対応してさえいればよく、IEEE802.1ahに対応している必要はありません

それに対してIEEE802.1aq(SPB-M)では、IS-ISも理解する必要があるため、BEBだけでなく 網内中継スイッチもIEEE802.1aq(SPB-M)に対応している必要があります

また、これもIEEE802.1ahとの比較では無いのですが、フレームサイズが22バイト大きくなるため、 MTUの設定には注意が必要です。

シェアする

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

フォローする