主要观点总结
本文介绍了数据中心的网络架构分析,包括数据中心的网络技术、大二层网络的需求与解决方案。文章详细阐述了数据中心的网络结构复杂性,传统的数据中心网络技术的局限性,以及新的技术如虚拟交换机技术、隧道技术在大数据中心的应用。此外,文章还讨论了跨数据中心的二层互联需求和业务需求,如服务器高可用集群、服务器搬迁和虚拟机动态迁移等。
关键观点总结
关键观点1: 数据中心的网络技术复杂性
数据中心是一整套复杂的设施,不仅包括计算机系统和配套设备,还包括数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。随着技术的发展,数据中心的规模在不断扩大,对网络架构的要求也越来越高。
关键观点2: 传统的数据中心网络技术面临的挑战
传统的数据中心网络主要依据功能进行区域划分,不同区域之间通过网关和安全设备互访。但在实际运行中,由于冗余设备和链路的引入,会产生环路问题,导致广播风暴,影响网络的正常运行。
关键观点3: 大数据中心的网络技术解决方案
为了解决传统数据中心网络技术的问题,新的技术如虚拟交换机技术、隧道技术等被应用到大数据中心中。这些新技术能够在满足二层网络规模的同时,充分利用冗余设备和链路,提升链路利用率,并且能够实现数据的快速迁移。
关键观点4: 跨数据中心的二层互联需求
随着数据中心的多中心部署,需要实现跨数据中心的二层网络互联,以满足业务的需求,如虚拟机的跨数据中心迁移、灾备等。这需要通过L2 over L3等技术实现。
关键观点5: 数据中心二层互联的业务需求
数据中心二层互联的业务需求包括服务器高可用集群、服务器搬迁和虚拟机动态迁移等。这些业务需求要求构建跨中心的二层互联网络,以实现业务连续性。
正文
因此,为了防止广播风暴,就必须防止形成环路。这样,既要防止形成环路,又要保证可靠性, 就只能将冗余设备和冗余链路变成
备份设备
和备份链路。
即冗余的设备端口和链路在正常情况下被阻塞掉,不参与数据报文的转发。
只有当前转发的设备、端口、 链路出现故障,导致网络不通的时候, 冗余的设备端口和链路才会被打开, 使得网络能够恢复正常。实现这些自动控制功能的就是 STP(Spanning Tree Protocol ,生成树协议 )。
由于 STP 的收敛性能等原因, 一般情况下 STP 的网络规模不会超过 100台交换机。
同时由于 STP 需要阻塞掉冗余设备和链路,也降低了网络资源的带宽利用率。因此在实际网络规划时,从转发性能、利用率、可靠性等方面考虑,会尽可能控制 STP 网络范围。
大二层也是为了流通的要求
随着数据大集中的发展和虚拟化技术的应用, 数据中心的规模与日俱增, 不仅对二层网络的区域范围要求也越来越大,在需求和管理水平上也提出了新的挑战。
数据中心区域规模和业务处理需求的增加, 对于集群处理的应用越来越多, 集群内的服务器需要在一个二层 VLAN下。
同时,虚拟化技术的应用,在带来业务部署的便利性和灵活性基础上, 虚拟机的迁移问题也成为必须要考虑的问题。为了保证虚拟机承载业务的连续性,虚拟机迁移前后的 IP 地址不变,因此虚拟机的迁移范围需要在同一个二层 VLAN 下。
反过来,即:二层网络规模有多大,虚拟机才能迁移有多远。
传统的基于 STP 备份设备和链路方案已经不能满足数据中心规模、带宽的需求,并且STP 协议几秒至几分钟的故障收敛时间, 也不能满足数据中心的可靠性要求。
因此, 需要能够有新的技术, 在满足二层网络规模的同时, 也能够充分利用冗余设备和链路, 提升链路利用率,而且数据中心的故障收敛时间能够降低到亚秒甚至毫秒级。
大二层需要有多大?
既然二层网络规模需要扩大,那么大到什么程度合适?这取决于应用场景和技术选择,以下分几个场景讨论: