資料中心基礎

2021-09-08 08:55:00 字數 2399 閱讀 8249

資料中心的網路以交換乙太網為主,只有傳統意義的匯聚層往上才是ip的天下。資料中心的以太網路會逐步擴大,ip**的層次也會被越推越高。 資料中心網路從設計伊始,主要著眼點就是**效能,因此基於cpu/np**的路由器自然會被基於asic**的三層交換機所淘汰。傳統的ethernet交換技術中,只有mac一張表要維護,位址學習靠廣播,沒有什麼太複雜的網路變化需要關注,所以速率可以很快。而在ip路由轉時,路由表、fib表、arp表乙個都不能少,效率自然也低了很多。

資料中心網路裝置就是交換機,而交換機就分為框式與盒式兩種。當前雲計算以大量x86架構伺服器替代小型機和大型機,導致單獨機架rack上的伺服器數量增多。受工程佈線的困擾,在大型資料中心內eor(end of row)結構已經逐步被tor(top of rack) 結構所取代。盒式交換機作為資料中心伺服器第一接入裝置的地位變得愈發不可動搖。而為了確保大量盒式裝置的接入,匯聚和核心層次的裝置首要解決的問題就是高密度介面數量,由此框式交換機也就佔據了資料中心**核心的位置。

控制平面主體是cpu,處理目的mac/ip為裝置自身位址和裝置自身發給其他節點的報文,同時下發表項給**asic晶元,安排資料報文的**路徑。控制平面在三層交換機中尤為重要,需要依靠其學習路由**表項並下發到asic晶元進行基於ip的**處理。而二層交換機中資料報文的**路徑都是靠mac位址廣播來直接學習,和控制平面cpu關係不大。 **平面則是以asic晶元為核心,對過路報文進行查表**處理,對交換機來說, asic**晶元是其核心,一款交換機的能力多少和效能大小完全視其**晶元而定。

資料中心面臨和需要解決的問題:

1、vm之間的互通

2、更多的介面,更多的頻寬

3、二層網路規模擴大

4、資料中心站點間二層互聯

5、vm跨站點遷移與多站點選路

6、伺服器前後端網路融合(這個屬於廠家引導還是使用者需求真不好說) 

資料中心網路流量的根本出發點是server,結合雲計算最適合的核心-接入二層網路結構,可以把下面要介紹的各種技術分類如下圖所示。此處只做結構上的介紹,具體技術細節將在下文展開。

network1-vm本地互訪網路,邊界是access switch,包括物理伺服器本機vm互訪和跨access switch的不同物理伺服器vm互訪兩個層面。原有技術以伺服器內部安裝軟體虛擬交換機vswitch為主,新技術則分為以伺服器為主體的802.1qbg evb(vepa/multi-channel)和cisco以網路交換機為主體的802.1qbh bpe(port extend/vn-tag/vn-link)兩大ieee標準體系。 

network2-ethernet與fc融合,就是fcoe,邊界仍然是access switch。在伺服器物理網絡卡到access switch這段,將fc資料承載在ethernet的某個vlan中傳輸。但實際上各個廠商當前實現都是做npv交換機,並不是真正的fcoe,只有很少的產品如cisco的nexus5000系列和brocade的8000系列等能夠支援做fcf。

network3-跨核心層伺服器互訪網路,邊界是access switch與core switch。可理解為伺服器互訪流量從進入access switch,經過core switch,再從另乙個access switch轉出過程的網路處理技術。原有技術就是stp了,新技術分為裝置控制平面虛擬化(vss/vpc/irf)和整網資料平面虛擬化(spb/trill/fabric path)兩大體系。這兩個體系都是網路虛擬化中的多虛一方向,在一虛多方向除去傳統的vlan/vrf外,cisco的n7000系列還依照x86架構虛擬化整出了個vdc。 

network4-資料中心跨站點二層網路,邊界是core switch。目標是跨越核心網為多個資料中心站點的core switch之間建立一條二層通道。根據站點間互聯核心網的區別,分為以下

三類技術: 

·     光纖直連(sdh/dwdm等)對應ethernet(rpr) 

·     mpls核心網對以l2vpn(vll/vpls) 

·     ip核心網對應ip隧道技術(vllogre/vplsogre/l2tpv3/otv) 

cisco的otv雖然主要應用在ip核心網中,但實際前面兩種方式下同樣可以使用,只要多個資料中心站點的core switch裝置間能夠建立可達的ip路徑即可部署。使用vll/vpls相關技術時必須要增加專門的pe裝置為站點間的core switch建立二層隧道,而otv可以直接

部署在core switch上。 

network5-資料中心多站點選擇,技術邊界在資料中心與廣域網相連的邊緣。在雲計算中,vm跨站點遷移後,業務伺服器ip位址不變,網路指向需要隨之變化。這塊前面也提到現有技術就是dns網域名稱解析與serverlb的nat配合,以及主機ip路由發布等方式。新技術則是cisco提出lisp以ipinip技術結構繞開dns,由網路裝置單獨處理client在廣域網中選擇站點的情況。 

資料中心基礎要求

資料標準 包括 標準 元資料,分國家標準 省參考標準 執行標準,真正執行的是執行標準,其他是參考。資料交換 包括抽取 訂閱。交換方式通過介面 資料庫等多種實現。抽取是將資料從其他系統抽取到資料中心作為標準資料,訂閱是其他系統將資料中心的標準資料訂閱到自己系統。抽取需要建立uc矩陣 出廠時需要有預設的...

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