基于VxLAN組網(wǎng)的云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案研究

秦杰煒 軟通動(dòng)力集團(tuán)上海有限公司

基于VxLAN組網(wǎng)的云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案研究

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伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，許多互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商、電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率提出更高的要求。從當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀看，側(cè)重于以VxLAN技術(shù)組網(wǎng)為主，可用于云數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建，對(duì)擴(kuò)展系統(tǒng)容量、提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率能夠發(fā)揮重要作用。本次研究將對(duì)VxLAN組網(wǎng)下云數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的具體方案進(jìn)行分析。

VxLAN組網(wǎng)技術(shù) 云數(shù)據(jù)中心 互聯(lián)方案

云數(shù)據(jù)中心的建設(shè)是近年來(lái)大多互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商、電信運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的主要內(nèi)容，盡管在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)下取得突破性的發(fā)展，但如何保證滿足多種業(yè)務(wù)需求，如：虛擬機(jī)災(zāi)備、虛擬機(jī)遷移等，仍是亟待解決的問(wèn)題。此時(shí)，便需考慮在VxLAN技術(shù)下，實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)。因此，本文對(duì)VxLAN組網(wǎng)下云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案設(shè)計(jì)研究，具有十分重要的意義。

1 VxLAN組網(wǎng)云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案概述

關(guān)于VxLAN技術(shù)，亦被稱之為virtual extensible localarea network，有支持overlay、高冗余、高擴(kuò)展特點(diǎn)，在大多互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商或電信運(yùn)營(yíng)商云數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用極為廣泛，主要用于擴(kuò)展系統(tǒng)容量、提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率。而在此基礎(chǔ)上提出的VxLAN技術(shù)下云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，強(qiáng)調(diào)underlay、overlay網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。考慮到overlay網(wǎng)絡(luò)上，因IETF RFC7348定義的VxLAN方案在IP承載網(wǎng)絡(luò)上要求較高，所以在VxLAN設(shè)備互通上面臨一定難題。對(duì)此情況，本次研究考慮在ARP代理上取SDN為控制器，采用多種互聯(lián)方案，以此實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)建設(shè)的目的。

2 基于SDN控制器的二層互聯(lián)方案

ARP代理取SDN為控制器，若以u(píng)nderlay網(wǎng)絡(luò)為依據(jù)，在互聯(lián)方案上首先可引入二層互聯(lián)方式。假定VxLAND云數(shù)據(jù)中心為兩個(gè)，其互聯(lián)需借助路由器或交換機(jī)互聯(lián)，這種互聯(lián)情況下將僅有underlay層，借助VLAN達(dá)到業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)、多節(jié)點(diǎn)互聯(lián)目的。將SDN控制器引入，二層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)的原理表現(xiàn)為借助VLAN方式，虛擬機(jī)接入虛擬交換機(jī)vSwitch，由于vSwitch可支持VxLAN，此時(shí)VxLAN將利用封裝方式或數(shù)據(jù)透?jìng)?，使vSwitch的數(shù)據(jù)得到有效處理。需注意的是，部分城域二層網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，多以局域網(wǎng)組網(wǎng)為主，所以在VxLAN路由器或交換機(jī)應(yīng)用下，需做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以VLAN封裝形式呈現(xiàn)，借助二層網(wǎng)絡(luò)向?qū)Χ诉\(yùn)輸局中心傳送。

盡管二層互聯(lián)方式下，無(wú)需考慮云數(shù)據(jù)中心技術(shù)限制問(wèn)題，互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)較為容易，但由于該方案要求終結(jié)數(shù)據(jù)中心VxLAN，利用VLAN實(shí)現(xiàn)跨節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，這對(duì)于跨廣域網(wǎng)云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)極為困難。另外，現(xiàn)行SDN控制器應(yīng)用下，存在東西向互通差問(wèn)題，對(duì)于底層網(wǎng)絡(luò)，可考慮借助VLAN達(dá)到VxLAN運(yùn)輸局中心互通的目的。

3 基于SDN控制器的三層互聯(lián)方案

VxLAN組網(wǎng)云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案設(shè)計(jì)中，一般面臨遠(yuǎn)距離光纖成本、局域網(wǎng)特性等多方面問(wèn)題，對(duì)此在方案設(shè)計(jì)中，考慮underlay層選擇IP網(wǎng)絡(luò)，而overlan層則借助VxLAN隧道進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)、多節(jié)點(diǎn)互聯(lián)等。ARP代理取SDN為控制器，在三層互聯(lián)方案下，可選擇單播或多播兩種方案。如其中多播方案，其應(yīng)用時(shí)間較早，強(qiáng)調(diào)借助多播、多播VPN實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，但需注意該方案下也有一定的弊端，如多播方案下易增加城域網(wǎng)流量，且要求配以相應(yīng)的城域網(wǎng)IP設(shè)備技術(shù)，確保設(shè)備支持多播VPN功能。而對(duì)于單播方案，主要借助頭端復(fù)制功能，在同一peer域內(nèi)進(jìn)行云數(shù)據(jù)中心VxLAN vRouter的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。盡管該方案下無(wú)需考慮IP承載網(wǎng)要求，但應(yīng)支持VxLAN vRouter。由此可發(fā)現(xiàn)，ARP代理選擇SDN控制器，需利用IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行云數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)，且要求以同廠商VxLAN vRouter組網(wǎng)或設(shè)備為主。而在此基礎(chǔ)上提出的兩種方案，其中單播方案在對(duì)成本不敏感運(yùn)營(yíng)商中較為適用，而多播方案在對(duì)大流量穿網(wǎng)不敏感網(wǎng)絡(luò)中較為適用。

VxLAN技術(shù)組網(wǎng)云數(shù)據(jù)互聯(lián)是當(dāng)前云數(shù)據(jù)中心建設(shè)需考慮的主要問(wèn)題。本次研究中主要提及在ARP代理上選擇SDN控制器，可選用二層、三層互聯(lián)方案，能夠滿足云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)要求，對(duì)推動(dòng)VxLAN云數(shù)據(jù)中心的部署可發(fā)揮重要作用。

[1]張屆新,吳志明.基于VxLAN組網(wǎng)的云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案[J].電信科學(xué),2016,32(12):122-128

[2]楊輝.面向數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)的軟件定義組網(wǎng)與集成控制研究[D].北京郵電大學(xué),2014