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傳統數據中心
    配景引見
    建立建議

    雲盤算、大數據、人工智能等技術的疾速發展,對承載數據流量的數據中心網絡提出了更高的請求,高吞吐量、高靠得住性、低時延、順應辦事器虛擬化等都是營業對數據中心網絡提出的請求。爲了知足營業對網絡的請求,愈來愈多的企業選擇構建本身的數據中心或許租用公用雲來承載日趨增加的營業流量。


    辦事器虛擬化技術在數據中心處理計劃中獲得普遍運用,但辦事器在遷徙時,爲了包管遷徙時營業不中止,就請求不只虛擬機的IP地址不變,並且虛擬機的運轉狀況也必需堅持原狀(例如TCP會話狀況),所以虛擬機的動態遷徙只能在統壹個二層域中停止,而不克不及跨二層域遷徙,這也就要數據中心內的二層網絡足夠大。


    受制于VLAN和STP這兩項傳統二層網絡癥結技術的特色制約,傳統數據中心網絡架構沒法知足網絡會聚層面程度拓展,且鏈路冗余性的完成價值是下降鏈路效力(運轉STP協定會壅塞冗余鏈路中的一條),播送域巨細和數目限制主機與租戶數目,網絡收斂等到網絡資本應用率等目標關於今朝數據中心尺度來講,也是遠遠不敷的。


    樸直推出的數據中心網絡處理計劃就是爲懂得決以上痛點而發生的。

     

    隨著雲盤算的發展,橫向(East-West)流量在數據中心中占領主導位置,涵蓋簡直壹切的雲盤算,虛擬化和大數據。橫向網絡在縱向設計的網絡拓撲中傳輸數據會帶有傳輸的瓶頸,由於數據經由了很多不用要的節點(如路由和交流機等設備)。主機互訪須要經由過程層層的下行口,帶來顯著的機能衰減,而三層網絡的原始設計更會加重這類機能衰減,這也就是為何以後主流的三層網絡拓撲構造愈來愈不克不及知足數據中心網絡需求的緣由。


    今朝建議的數據中心網絡構造普通采取“兩層”構造。這裏的“二層”是指Spine+Leaf兩層設備的扁平化設計,二層架構比多層架構全體上具有更小的收斂比,在機能請求更高的數據中心等情況應斟酌爲二層扁平化架構設計。

     

    在這類組網方法中,任何兩台辦事器間的通訊不跨越3台設備,每壹個Spine和Leaf節點全互連,可以便利地經由過程擴大Spine節點來完成網絡範圍的彈性擴大。只需遍曆必定數目的交流機,可以在簡直壹切數據中心構造系統中的辦事器節點之間傳輸流量,該架構由多條高帶寬的直接途徑構成,清除了網絡瓶頸帶來的潛伏傳輸速度降低,從而完成極高的轉發效力和低延遲。


    另外,針對後面提到的辦事器虛擬機數目的疾速增加與虛擬機遷徙這一常態性營業,傳統的數據中心網絡技術中VLAN隔離技術已沒法支持該營業特征。是以推舉安排Overlay網絡。

     

    Overlay網絡是樹立在已有物理網絡上的虛擬網絡,具有自力的掌握和轉發立體,關於銜接到Overlay的終端設備(例如辦事器)來講,物理網絡是通明的,從而可以完成承載網絡和營業網絡的分別。


    VXLAN是今朝取得最普遍支撐的Overlay技術,是由IETF界說的NVO3(Network Virtualization over Layer 3)尺度技術之一,采取MAC-in-UDP的報文封裝形式,原始報文在VXLAN接入點(被稱爲VTEP)加上VXLAN幀頭後再被封裝在UDP報頭中,並應用承載網絡的IP/MAC地址作爲外層頭停止封裝,承載網絡只須要依照通俗的二三層轉發流程停止轉發便可。

     

     

    VTEP(VXLAN Tunnel Endpoints,VXLAN地道端點)

    VXLAN網絡的邊沿設備,是VXLAN地道的終點和起點,停止VXLAN報文的封裝、解封裝等處置。VTEP既可以安排在網絡設備上(網絡接入交流機),也能夠安排在vSwitch上(辦事器上的虛擬交流機)。


    VNI(VXLAN Network Identifier,VXLAN 網絡標識符)

    VNI是一品種似于VLAN ID的網絡標識,用來標識VXLAN二層網絡。一個VNI代表一個VXLAN段,分歧VXLAN段的虛擬機不克不及直接二層互相通訊。


    VXLAN地道

    兩個VTEP之間樹立的邏輯地道,用于傳輸VXLAN報文。營業報文在進入VXLAN地道式停止VXLAN、UDP、IP頭封裝,然後經由過程三層轉發通明地將報文轉發給遠端VTEP,遠端VTEP對報文停止解封裝處置。


    VXLAN不只可以支撐雙數據中心內數通需求,還可以完成多半據中心之間大二層情況的搭建。

    經由過程BGP EVPN在兩個數據中心外部各樹立一段VXLAN地道,數據中心之間再樹立一段VXLAN地道,可以完成數據中心互聯。如圖,分離在數據中心A、數據中心B內設置裝備擺設BGP EVPN協定創立散布式網關VXLAN地道,完成各數據中心外部VM之間的通訊。Leaf2和Leaf3是數據中心內銜接主幹網的邊沿設備,經由過程在Leaf2和Leaf3上設置裝備擺設BGP EVPN協定創立VXLAN地道,將從一側數據中心收到的VXLAN報文先解封裝、然後再從新封裝後發送到另外壹側數據中心,完成對跨數據中心的報文端到真個VXLAN報文承載,包管跨數據中心VM之間的通訊。