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數據中心網絡架構三層分析

2013-12-10 10:41:47 北極星電力信息化網  點擊量: 評論 (0)
傳統的數據中心主要是依據功能進行區域劃分,例如WEB、APP、DB,辦公區、業務區、內聯區、外聯區等等。不同區域之間通過網關和安全設備互訪,保證不同區域的可靠性、安全性。同時,不同區域由于具有不同的功

可以做ECMP.這樣可以將二層網絡的規模擴展到整張網絡,而不會受核心交換機數量的限制。

隧道技術的代表是TRILL、SPB,都是通過借用IS-IS路由協議的計算和轉發模式,實現二層網絡的大規模擴展。這些技術的特點是可以構建比虛擬交換機技術更大的超大規模二層網絡(應用于大規模集群計算),但尚未完全成熟,目前正在標準化過程中。同時傳統交換機不僅需要軟件升級,還需要硬件支持。

2. 跨數據中心

隨著數據中心多中心的部署,虛擬機的跨數據中心遷移、災備,跨數據中心業務負載分擔等需求,使得二層網絡的擴展不僅是在數據中心的邊界為止,還需要考慮跨越數據中心機房的區域,延伸到同城備份中心、遠程災備中心。

一般情況下,多數據中心之間的連接是通過路由連通的,天然是一個三層網絡。而要實現通過三層網絡連接的兩個二層網絡互通,就必須實現“L2 over L3”。

L2oL3技術也有許多種,例如傳統的VPLS(MPLS L2VPN)技術,以及新興的Cisco OTV、H3C EVI技術,都是借助隧道的方式,將二層數據報文封裝在三層報文中,跨越中間的三層網絡,實現兩地二層數據的互通。這種隧道就像一個虛擬的橋,將多個數據中心的二層網絡貫穿在一起。

另外,也有部分虛擬化和軟件廠商提出了軟件的L2 over L3技術解決方案。例如VMware的VXLAN、微軟的NVGRE,在虛擬化層的vSwitch中將二層數據封裝在UDP、GRE報文中,在物理網絡拓撲上構建一層虛擬化網絡層,從而擺脫對網絡設備層的二層、三層限制。這些技術由于性能、擴展性等問題,也沒有得到廣泛的使用。


數據中心之間的互聯方式

網絡三層互聯。也稱為數據中心前端網絡互聯,所謂"前端網絡"是指數據中心面向企業園區網或企業廣域網的出口。不同數據中心(主中心、災備中心)的前端網絡通過IP技術實現互聯,園區或分支的客戶端通過前端網絡訪問各數據中心。當主數據中心發生災難時,前端網絡將實現快速收斂,客戶端通過訪問災備中心以保障業務連續性;

網絡二層互聯。也稱為數據中心服務器網絡互聯。在不同的數據中心服務器網絡接入層,構建一個跨數據中心的大二層網絡(VLAN),以滿足服務器集群或虛擬機動態遷移等場景對二層網絡接入的需求;

SAN互聯。也稱為后端存儲網絡互聯。借助傳輸技術(DWDM、SDH等)實現主中心和災備中心間磁盤陣列的數據復制。

數據中心二層互聯的業務需求

服務器高可用集群

服務器集群(Cluster),是借助集群軟件將網絡上的多臺服務器關聯在一起,提供一致的服務,對外表現為一臺邏輯服務器。多數廠商(HP、IBM、微軟、Veritas等)的集群軟件需要各服務器間采用二層網絡互聯。將集群中的服務器部署于不同數據中心,可實現跨數據中心的應用系統容災。

服務器搬遷和虛擬機動態遷移

數據中心進行擴建或搬遷時,需要將物理服務器從一個數據中心遷至另一個數據中心。在此過程中,考慮以下兩個因素,需要在數據中心間構建二層互聯網絡:

當服務器被遷至新機房,如未構建新老中心間的二層互聯網絡,則面臨重新規劃新中心服務器IP地址的問題,同時還需修改DNS,或修改客戶端應用程序配置的服務器IP.因此,構建跨中心的二層互聯網絡可保留被遷移服務器的IP地址,進而簡化遷移過程;

在服務器搬遷期間,經常在給定的時間內,只能將服務器群的一部分服務器遷至新中心,為保證業務連續性,需建立跨中心的服務器集群,構建跨越中心的二層互聯網絡可實現服務器平滑遷移。

與服務器搬遷類似的情況是"虛擬機遷移".當前,一些服務器虛擬化軟件可實現在兩臺虛擬化的物理服務器之間對虛擬機做動態遷移。遷移至另一中心的虛擬機不僅保留原有IP地址,而且還保持遷移前的運行狀態(如TCP會話狀態),所以必須將涉及虛擬機遷移的物理服務器接入同一個二層網絡(虛擬機在遷移前后的網關不變),這種應用場景要求構建跨中心的二層互聯網絡。


數據中心二層互聯設計要點

1.前提要素——現網狀態

選擇數據中心二層互聯方案的前提要素是明確用戶在多個數據中心之間具有哪些網絡資源。網絡資源的不同直接決定了用戶將采用何種組網方案:

運營商、大型互聯網企業:裸光纖或DWDM傳輸資源,對應RRPP環網方案或HUB-SPOKE方案;

運營商、大企業、金融、政府機構:MPLS網絡,對應VPLS組網方案;

中小企業客戶:IP網絡,對應VPLS

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責任編輯:何健

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