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如何在同事面前优雅的讲解云数据中心方案?

数据中心网络概念

数据中心网络(Data Center Network)是数据中心业务承载的基础设施,一般拥有计算机系统、存储系统、通信系统和其它与之配套的通信连接、管理监控系统等,从而可供周边网络化的企业或组织贮存、管理和传播信息。

多个数据中心网络可以跨地域连接企业或组织的分支,另外,数据中心网络还连接Internet,使企业或组织可以访问Internet。

数据中心内部流量呈现出典型的交换数据集中、东西流量增多等特征,对数据中心网络提出了进一步的要求:大规模、高扩展性、高健壮性、低配置开销、服务器间的高带宽、高效的网络协议、灵活的拓扑和链路容量控制、绿色节能、服务间的流量隔离和低成本等。

在这样的背景下,传统的三层架构受到挑战,网络扁平化、网络虚拟化以及可编程可定义的网络成为数据中心网络架构的新趋势。

为了适应以上变化,数据中心网络向VXLAN与SDN技术过渡,这些技术能配合云平台实现网络与业务的适配与联动,提高资源使用效率与业务发放效率。

数据中心的结构

Leaf节点即叶子节点,VXLAN Fabric网络功能接入节点,提供各种网络设备接入VXLAN网络功能。

Spine节点即骨干节点,VXLAN Fabric网络核心节点,提供高速IP转发功能,通过高速接口连接各个功能Leaf节点。在本解决方案中,Underlay组网采用Spine-Leaf架构。

Leaf与Spine全连接,等价多路径提高了网络的可用性。

•Spine节点一般部署两台或多台大容量交换设备,Spine节点同Leaf节点三层互通,构建IP Fabric网络。

•Leaf节点可部署接入层级交换机,同每个Spine节点相连构建全连接拓扑;同时Leaf节点作为underlay网络的L2/L3分界,同Spine节点三层互通。一般情况下Leaf节点的TOR设备数量较多,建议采用iStack堆叠、M-Lag或SVF技术来接入服务器。

其中,Leaf节点作为VXLAN Fabric网络功能接入节点,是一种物理组网的角色,负责连接服务器和网络设备,使它们接入VXLAN网络。由于其接入的对象不同,又分为以下几个子类:

•Border Leaf:提供数据中心外部流量接入数据中心VXLAN Fabric网络的功能,用于连接路由器或者传输设备。

•Server Leaf:提供虚拟化服务器、非虚拟化服务器等计算资源接入VXLAN Fabric网络的功能。

•Service Leaf:提供防火墙和负载均衡器等L4~L7增值服务接入。

云数据中心中Overlay和Underlay

Overlay意为叠加,即通过在现有网络上叠加一个软件定义的逻辑网络,原有网络尽量不做改造,通过定义其上的逻辑网络来实现业务逻辑,解决原有数据中心的网络问题。

Overlay是一种将(业务的)二层网络构架在(传统网络的)三层/四层报文中进行传递的网络技术。Overlay技术实际上是一种隧道封装技术,主要有VXLAN、NVGRE等,基本原理都是通过隧道封装的方式将二层报文进行封装后在现有网络中进行透明传输,到达目的地之后再解封装得到原始报文,相当于一个大二层网络叠加(overlay)在现有的网络之上。

Underlay是一张承载网,由各类物理设备构成,如TOR交换机、汇聚交换机、核心交换机、负载均衡设备与防火墙设备等。实施Overlay技术后,会在Underlay网络基础上形成一张逻辑网。

•Overlay网络是建立在已有的Underlay网络基础上的虚拟网,由逻辑节点和逻辑链路构成。

•Overlay网络具有独立的控制和转发平面,对于连接在Overlay边缘设备之外的终端来说,物理网络是透明的。在本解决方案中,选用VXLAN技术来构建Overlay网络,业务报文运行在VXLAN Overlay网络上,与物理承载网络解耦。

根据承担Overlay边缘设备(VXLAN NVE)属性的不同,基于VXLAN的Overlay又可以分为Network Overlay、Host Overlay、Hybrid Overlay。

•Network Overlay:所有NVE全部由物理交换机承担。

•Host Overlay:所有NVE全部由vSwitch承担。

•Hybrid Overlay:NVE一部分部署在物理交换机上,另一部分部署在vSwitch上。

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