数据中心网络的那些二层技术谈

数据中间的传统收集设计都是三层架构，目标是为了进行营业隔离，形成一个扁平型的收集流量模型，南北和器械流量进行二八互分，这种收集架构风行了几十年，如今的数据中间依然也都正应用着这种架构。然而跟着虚拟化技巧的惹人，须要收集支撑虚拟灵活态迁徙技巧，这就请求收集支撑大年夜范围的二层域，传统三层收集逐渐椅氯狯汗青舞台。当然，这是一个渐进成长的过程，并且二层区域越大年夜，实际上统??不安然，广播区域也会造成带宽的浪费，单点故障轻易激发整网的故障。那么数据中间的二层收集范围须要多大年夜，这取决于应用处景和技巧选择，二层收集范围有多大年夜，虚拟机才能迁徙有多远，如许二层收集范围完全看虚拟机安排的迁徙范围。根据二层收集所处的不合地位，二层收集技巧进行了延长成长，逐渐形成了三大年夜流派的二层技巧。下面，本文将一一道来。

物理二层区域内转发

数据中间收集中，雷同VLAN内的终端属于同一广泊竽暌跪，具有一致的VLAN-ID，二层连通;不合VLAN内的终端须要经由过程网关互相拜访，二层隔离，三层连通。这里所提的物理二层区域指的就是雷同VLAN内的转发(或者雷同VXLAN ID)，如许的收集天然可以支撑虚拟机迁徙，只要按照以太MAC地址查找完成转发即可。如今一台办事器可以虚拟出很多个虚拟机，这些虚拟机要完成二层互通，有的须要经由收集，也有的直接在办事器内部就可以完成转发，这时办事器内部会包含有实现二层转发的交换模块，比如：VMware实现的Linux网桥、OpenvSwitch，不过如许实现对办事器机能有消费，还有802.1Qbg EVB。边沿虚拟桥EVB(Edge Virtual Bridging)技巧是当前用于解决虚拟化情况的虚拟机与收集之间的连接与治理界线问题而产生，并在此标准802.1Qbg定义的框架基本上可以实现虚拟机生命周期与收集的主动化接洽关系、收集属性的灵活变革。EVB衍生出了VEB、VEPA、Multi Channel等技巧，这些技巧均可实现二层收集内的虚拟机迁徙，有的侧重硬件转发，晋升效力，有的侧重软件转发，重视灵活，各有优缺点，都获得了部分厂家的支撑。

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【义务编辑：武晓燕 TEL：（010）68476606】

跨三层网的二层交换

现稀有据中间都是三层收集，为了支撑云计算，总不克不及将现有收集推倒重建，这就须要在现有三层收集基本上，再构建一个虚拟的二层收集，让虚拟机之间实现二层转发，虚拟机感知不到三层收集的存在。这种技巧既保护了现有收集，又惹人了云枷⒚鹇技巧，将数据中间腻滑过渡到云数据中间。这里有两大年夜类技巧，一种是经由过程虚拟化技巧，将所有的收集设备虚拟化成一台设备，完成二层转发，如许不仅便于治理收集，也清除了二层环路问题。另一种是经由过程地道封装技巧实现。地道技巧代表是TRILL、SPB，都是经由过程借用IS-IS路由协定的计算和转发模式，实现二层收集的大年夜范围扩大，之所以成为地道技巧，这类技巧经由过程MACinMAC的封装，在原始报文上添加新的报文头，包含PBB、Fabric Path、E-TRILL、L2MP等也都属于地道技巧。这些技巧都是不合收集厂家提出的，有些地道封装具有私有属性，技巧实现有排它性，不像TRILL技巧具有通用性，已经逐渐成为跨三层收集的二层协定标准，受到广泛支撑。

跨数据中间二层交换

数据中间内部的虚拟机迁徙已经无法知足云计算的成长，很多半据中间往往由多地数据中间构成，要实现不合数据中间之间的虚拟机自由迁徙，如斯可以极大年夜便利营业安排，同时还大年夜大年夜晋升了体系靠得住性。一旦一个数据中间出现故障，营业虚拟可以主动迁徙到其它数据中间持续工作，营业靠得住性大年夜幅晋升，真正才能做到全年营业零秒中断。跨数据中间之间要实现二层互通，也有很多办法。除了光纤直接互联打通之外，还有很多地道封装技巧可以实现。这些地道封装技巧应用的是IPINIP，与数据中间内部的地道技巧有所不合，这也使得地道技巧要丰富一些。比如有基于MPLS的二层互联，包含VLL和VPLS技巧，还有PTN，PTN是基于 MPLS-TP实现，最初面向二层互联，现已支撑三层;有基于IP收集的三层互联LISP(思科私有协定，目标是解决 IP 地址既算作地位信息，又算作辨认信息的耦合);有基于GRE地道实现的NVGRE;有VMware实现的STT，VCDNI(vCloud Director Network Isolation);还有L2TPV3、OTV、VXLAN等等，这类技巧切实其实不少，让人看得有些目眩纷乱，其实万变不离其宗，细心研读这些收集协定，很轻易发明都具有合营的属性，就是三层封装，经由过程在原始报文上增长一个新的报文头，实现虚拟机跨数据中间的二层迁徙。像MPLS和GRE以及IPINIP技巧很多人都不陌生，这些技巧实际上早已在收集中有大年夜量应用，为了区分局域网和骨干网营业，在收集层面进行隔离，就须要应用这些封装技巧。所以，这些技巧早已成为跨数据中间的重要技巧，不过要很好地支撑虚拟机迁徙，这些技巧都存在必定的局限性，毕竟这些技巧的设计初志并没有推敲到虚拟机迁徙，那时虚拟机迁徙的技巧还没有出现。如许就又出现出了新技巧，比如比来最火的VXLAN技巧，这个由Cisco和VMware提议，今朝Brocade、Avaya、Arista等均已支撑，获得了数据中间广泛承认。VXLAN用24位VXLAN ID(VNI)代替本来的12位VLAN ID，地道两端是VTEP，负责进行封装(VLAN ID->VNI)和解封装(VNI -> VLAN ID)。控制平面上可以用封装的ARP包来进行定位，应用IP组播来询问和传播地位信息。VXLAN技巧能天然支撑SDN，可以和SDN很好地融合，是实现软件定义收集最好的基本协定，这也是VXLAN可以或许获得承认的关键身分。

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