Netz-Infrastruktur im RZ – traditioneller Ansatz und moderne Alternativen

Das Spanning-Tree-Protokoll und seine Nachteile

Um Ausfallsicherheit zu gewährleisten, sind im Netzwerk in der Regel alle Verbindungen redundant ausgelegt. Das Spanning Tree Protocol (STP) - oder seine moderneren Varianten Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) und Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) sorgen klassischerweise dafür, dass immer nur ein Pfad zwischen zwei Switches aktiv ist, damit es nicht zu Endlosschleifen oder Broadcast-Stürmen kommt. Fällt der aktive Pfad aus, wählt das Protokoll automatisch eine Alternativverbindung und aktiviert diese. STP ist weit verbreitet und erfüllt die Aufgabe in der Regel sehr gut, ein Netzwerk ausfallsicher zu machen. In modernen, agilen Hochgeschwindigkeitsnetzen hat es jedoch einige gravierende Nachteile:

• Lange Umschaltzeiten: Fällt ein Pfad oder Switch aus, kann es Sekunden dauern, bis STP einen alternativen Weg findet und aktiviert. Dies ist für viele Anwendungsfälle inakzeptabel. So hat das Marktforschungsunternehmen Aberdeen Group berechnet, dass für eine E-Commerce-Webseite, die 100.000 Euro am Tag umsetzt, bei einer täglichen Verzögerung von nur einer Sekunde jährliche Ertragseinbußen von 2,5 Millionen Euro zu erwarten sind. In einer Umfrage von Equation Research unter 400 Online-Einkäufern gaben 22 Prozent an, bei Komplikationen in einem Webshop sofort zur Konkurrenz zu wechseln. Noch gravierender können die Folgen für Finanztransaktionen sein, in denen oft Millisekunden über Milliardenbeträge entscheiden.

• Komplexe Verwaltung: Auch wenn mit MSTP und RSTP die Umschaltzeiten wesentlich kürzer sind, haben alle drei Protokollvarianten gemein, dass sie besonders in großen Netzwerken sehr aufwendig zu managen sind. Jeder Switch muss einzeln verwaltet werden, auf jedem muss der Administrator die STP-Instanz für jeden Port oder sogar für jeden virtuellen Port aufsetzen und dafür sorgen, dass die Parameter benachbarter Switches zueinander passen. Die Fehlersuche in einem Spanning Tree ist ausgesprochen langwierig und schwierig, da die eigentliche Fehlerquelle häufig nur schwer zu finden ist.

• Ineffizienz: Da STP immer nur einen Pfad zwischen zwei Punkten aktiviert, können bei einer redundanten Verkabelung maximal 50 Prozent der vorhandenen Bandbreite genutzt werden.

• Zu viele Kompromisse: Die Wahl zwischen STP, MSTP und RSTP ist schwierig und stellt immer nur einen Kompromiss dar. So ist MSTP zwar wesentlich effizienter als die anderen beiden Varianten, dafür aber auch deutlich schwieriger zu managen. Die leichtere Verwaltung erkauft man sich bei STP und RSTP wiederum durch geringere Effizienz.