Die Probleme von Spanning Tree und moderne Alternativen

Bachelor Studiengang IT Security

Melanie Demelmaier, BSc

Betreuer: Dipl.-Ing. Dipl.-Ing. Christoph Lang-Muhr, BSc

Ausgangslage

Das Spanning-Tree-Protokoll sorgt seit seiner Standardisierung im Jahre 1990 für die Eliminierung von Schleifen in Layer-2-Netzwerken mit redundanten Pfaden. Um die langen Konvergenzzeiten sowie die ineffiziente Nutzung der Topologie durch das Protokoll zu verbessern, wurden Erweiterungen in Form des Rapid-Spanning-Tree-Protokolls und des Multiple-Spanning-Tree-Protokolls eingeführt. Diese Erweiterungen adressieren zwar die oben genannten Probleme von Spanning Tree bis zu einem gewissen Grad, sind jedoch nicht in der Lage, diese vollständig zu beheben.

Die zunehmende Verbreitung von Virtualisierungstechniken im Datacenter und die immer größer werdenden Anforderungen moderner Rechennetze in Bezug auf Hochverfügbarkeit führen zum Bedarf einer neuen Lösung, die es ermöglicht, das Spanning-Tree-Protokoll abzulösen und dessen Probleme endgültig zu beseitigen. Das Bedürfnis nach einer Alternative zum Spanning-Tree-Protokoll wurde bereits von mehreren Unternehmen und Institutionen erkannt. Mehrere Optionen sind daher entstanden, sowohl in Form von offenen Standards, als auch als proprietäre Lösungen.

Ziel

Das Ziel dieser Arbeit ist es, die mit dem Spanning-Tree-Protokoll verbundenen Probleme zu identifizieren und einen Überblick über gängige Alternativen zu diesem Protokoll zu geben.

Die Arbeit stützt sich hauptsächlich auf theoretische Verfahren, wie dem Sichten von Standards und einschlägiger Literatur, wird jedoch auch mit empirischen Verfahren in Form eines Experteninterviews untermauert. Die Funktionsweisen verschiedener Spanning-Tree-Alternativen werden umrissen und deren Vor- und Nachteile werden aufgezeigt.

Ergebnis

Aus der Arbeit ergibt sich eine schlüssige Zusammenfassung und Gegenüberstellung gängiger Spanning-Tree-Alternativen, die sowohl offene Standards als auch proprietäre Technologien umfasst. Es wird aufgezeigt, dass eine breite Palette an Alternativen zum Spanning-Tree-Protokoll auf dem Markt vorhanden ist. Die einzelnen Protokolle unterscheiden sich dabei nicht nur stark anhand ihrer Funktionsweise, sondern weisen auch in Bezug auf ihre Anwendungsgebiete leichte Unterschiede auf. Auf dieser Grundlage kann für jedes Rechennetz, unter Berücksichtigung von Größe und Einsatzgebiet, ein passender Ersatz zum herkömmlichen Spanning-Tree-Protokoll gefunden werden.