網(wǎng)絡(luò)虛擬化和數(shù)據(jù)中心

網(wǎng)絡(luò)虛擬化與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)

目錄

什么是NFVNFV的發(fā)展

NFV的框架NFV的應(yīng)用23數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)的三層數(shù)據(jù)中心架構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是為了應(yīng)付服務(wù)客戶端-服務(wù)器應(yīng)用程序的縱貫式大流量，同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠?qū)α髁苛鬟M(jìn)行管理。工程師在這些架構(gòu)中采用生成樹(shù)協(xié)議(STP)來(lái)優(yōu)化客戶端到服務(wù)器的路徑和支持連接冗余。虛擬化從根本上改變了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求。最重要的一點(diǎn)就是，虛擬化引入了虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)。從而要求網(wǎng)絡(luò)支持大范圍的二層域。從根本上改變了傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)治數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的局面。x86ArchitectureVMwareESXServerx86ArchitectureVMwareESXServerVMotion遷移虛擬機(jī)VMotion需要在二層網(wǎng)絡(luò)中完成遷移4VLAN－STPVLAN采用SpanningTreeProtocol(STP)協(xié)議按照樹(shù)的結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，消除網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路，避免由于環(huán)路的存在而造成廣播風(fēng)暴問(wèn)題。STP的機(jī)制導(dǎo)致了二層鏈路利用率不足，尤其是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有全連接拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，這種缺陷尤為突出。如圖所示，當(dāng)采用全網(wǎng)STP二層設(shè)計(jì)時(shí)，STP將阻塞大多數(shù)鏈路，使接入到匯聚間帶寬降至1/4，匯聚至核心間帶寬降至1/8。這種缺陷造成越接近樹(shù)根的交換機(jī)，端口擁塞越嚴(yán)重，造成的帶寬資源浪費(fèi)就越可觀。5IRFH3CIRF（IntelligentResilientFramework）是N:1網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)。IRF可將多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（成員設(shè)備）虛擬化為一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（虛擬設(shè)備），并將這些設(shè)備作為單一設(shè)備管理和使用。IRF虛擬化技術(shù)不僅使多臺(tái)物理設(shè)備簡(jiǎn)化成一臺(tái)邏輯設(shè)備，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)各層之間的多條鏈路連接也將變成兩臺(tái)邏輯設(shè)備之間的直連，因此可以將多條物理鏈路進(jìn)行跨設(shè)備的鏈路聚合，從而變成了一條邏輯鏈路，增加帶寬的同時(shí)也避免了由多條物理鏈路引起的環(huán)路問(wèn)題。6CSS華為集群交換系統(tǒng)CSS（ClusterSwitchSystem），又被稱為集群，是指將多臺(tái)支持集群特性的交換機(jī)設(shè)備組合在一起，從邏輯上組合成一臺(tái)整體交換設(shè)備，如圖所示。通過(guò)跨框Eth-Trunk，用戶可以將不同成員設(shè)備上的物理以太網(wǎng)端口配置成一個(gè)聚合端口。即使某些端口所在的設(shè)備出現(xiàn)故障，也不會(huì)導(dǎo)致聚合鏈路完全失效，其它正常工作的成員設(shè)備會(huì)繼續(xù)管理和維護(hù)剩下的聚合端口。這樣即可以增大設(shè)備容量，又可以進(jìn)行設(shè)備間的業(yè)務(wù)備份，增加可靠性。7思科VSSCISCOVSS是一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，將兩臺(tái)Cisco系列交換機(jī)或者路由器組合為單一虛擬交換機(jī)/路由器，從而提高運(yùn)營(yíng)效率、增強(qiáng)不間斷通信。這兩個(gè)物理交換機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口相連，因此能位于任何位置，其相隔的距離僅受限于所選的萬(wàn)兆以太網(wǎng)光纖長(zhǎng)度。89TRILLTRILL技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心大二層網(wǎng)絡(luò)如圖所示，網(wǎng)絡(luò)分為核心層(相當(dāng)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心匯聚層)、接入層。接入層是TRILL網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)的邊界；核心層RBridge不提供主機(jī)接入，只負(fù)責(zé)TRILL幀的高速轉(zhuǎn)發(fā)。每個(gè)接入層RBridge通過(guò)多個(gè)高速端口分別接入到多臺(tái)核心層RBridge上。TRILL最大可以支持16臺(tái)核心層RBridge。TRILL技術(shù)目前在芯片實(shí)現(xiàn)上存在客觀缺陷：核心層不能支持三層終結(jié)，必須要在核心層上再增加一層設(shè)備來(lái)做網(wǎng)關(guān)。這導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，管理難度增加，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)維成本都會(huì)增加。10SPBSPB可細(xì)分為SPBV(VLANQinQ)和SPBM(MACinMAC)兩個(gè)部分，目前看主要用到的是SPBM。SPBM是標(biāo)準(zhǔn)的MACinMAC封裝，在SPB區(qū)域中數(shù)據(jù)報(bào)文也都是依靠外層MAC做傳統(tǒng)Ethernet轉(zhuǎn)發(fā)。外層Ethernet報(bào)頭中的源目的MAC就代表了SPB區(qū)域邊緣的UNI設(shè)備，此設(shè)備MAC是由L2ISIS在SPB區(qū)域中傳遞的。由于在SPB網(wǎng)絡(luò)中還是采用傳統(tǒng)Ethernet進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因此需要定義一系列的軟件算法以保證多路徑的廣播無(wú)環(huán)和單播負(fù)載均衡。11FabricPath是Cisco的私有解決方案，但可以看