1.項(xiàng)目背景

1.1現(xiàn)狀

在云計(jì)算時(shí)代下，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部一般采用分布式架構(gòu)處理海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、挖掘、查詢、搜索等相關(guān)業(yè)務(wù)，服務(wù)器和服務(wù)器之間需要進(jìn)行大量的協(xié)同工作，在服務(wù)器之間產(chǎn)生了大量的東西向流量。其次，數(shù)據(jù)中心普遍采用虛擬化技術(shù)，虛擬化的直接后果是使單位計(jì)算密度極大提升，物理服務(wù)器吞吐量將比虛擬化之前成數(shù)倍提升。還有為了更大幅度地增大數(shù)據(jù)中心內(nèi)業(yè)務(wù)可靠性、降低IT成本、提高業(yè)務(wù)部署靈活性、降低運(yùn)維成本高，需要虛擬機(jī)能夠在整個(gè)數(shù)據(jù)中心范圍內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)遷移。

這些都是云計(jì)算時(shí)代下的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)需求，這些需求促進(jìn)了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)，催生了大二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的誕生，Trill便是一種構(gòu)建數(shù)據(jù)中心大二層組網(wǎng)的技術(shù)。

本方案主要分析云計(jì)算時(shí)代下數(shù)據(jù)中心對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求，并提出深圳風(fēng)云基于Trill的解決方案，幫助用戶在建設(shè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)時(shí)，能選擇合適的網(wǎng)絡(luò)解決方案以更好滿足云計(jì)算業(yè)務(wù)需求

1.2 面臨的問題

1.2.1 虛擬機(jī)任意遷移

作為云計(jì)算的核心技術(shù)之一，服務(wù)器虛擬化已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為了更大幅度地增大數(shù)據(jù)中心內(nèi)業(yè)務(wù)可靠性、降低IT成本、提高業(yè)務(wù)部署靈活性、降低運(yùn)維成本高，需要虛擬機(jī)能夠在整個(gè)數(shù)據(jù)中心范圍內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)遷移，而不是局限在一個(gè)匯聚或接入交換機(jī)范圍內(nèi)進(jìn)行遷移。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心一般采用二層+三層組網(wǎng)架構(gòu)，POD內(nèi)采用二層組網(wǎng)，POD間通過(guò)三層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)。VM只能在一個(gè)POD內(nèi)進(jìn)行遷移，如果需要跨二層區(qū)域遷移，需要更改VM的IP地址，如果沒有負(fù)載均衡器LoadBalance屏蔽等手段，應(yīng)用會(huì)中斷。

在云計(jì)算時(shí)代，為提升大量閑置服務(wù)器的資源利用率，計(jì)算虛擬化技術(shù)已經(jīng)逐步在IDC進(jìn)行應(yīng)用。IDC運(yùn)營(yíng)商為了更充分的利用數(shù)據(jù)中心資源，VM需要更大的遷移范圍，可以通過(guò)Trill構(gòu)建的大二層網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2.2 無(wú)阻塞、低延遲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

云計(jì)算時(shí)代下的數(shù)據(jù)中心流量模型和傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商流量模型不同，數(shù)據(jù)中心中主要是服務(wù)器和服務(wù)器之間的東西向流量，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于是服務(wù)器之間的總線。

為保證業(yè)務(wù)正常開展，需要支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的無(wú)阻塞、低延遲轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)支持扁平化胖樹組網(wǎng)拓?fù)洌瑢?duì)于交換機(jī)之間多條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑能夠充分利用。 傳統(tǒng)二層組網(wǎng)情況下，需要借助xSTP進(jìn)行破環(huán)，防止二層環(huán)路風(fēng)暴，N條鏈路只有一條可以轉(zhuǎn)發(fā)，帶寬利用率低，已經(jīng)滿足不了云計(jì)算時(shí)代下數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的要求。

1.2.3 多租戶

云計(jì)算時(shí)代下一個(gè)物理數(shù)據(jù)中心不再被一個(gè)租戶所獨(dú)享，而是可以同時(shí)被多個(gè)租戶同時(shí)使用，每個(gè)租戶對(duì)應(yīng)一個(gè)虛擬數(shù)據(jù)中心實(shí)例，每個(gè)租戶仿佛享有獨(dú) 有的服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源，租戶之間數(shù)據(jù)流量需要進(jìn)行隔離，目前傳統(tǒng)二層組網(wǎng)情況下租戶規(guī)模受限于VLAN數(shù)量限制，至多4K。隨著云計(jì)算的發(fā)展，未來(lái) 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)租戶規(guī)模要能夠突破4K限制。

1.2.4 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大

對(duì)于云計(jì)算時(shí)代下的大型數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，支持的服務(wù)器要能夠達(dá)到十萬(wàn)甚至百萬(wàn)級(jí)別，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模要能夠達(dá)到幾百臺(tái)、上千臺(tái)交換 機(jī)，在這種大規(guī)模組網(wǎng)情況下，組網(wǎng)協(xié)議要能夠有效避免環(huán)路。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)和鏈路故障，要能夠觸發(fā)整網(wǎng)快速收斂，業(yè)務(wù)迅速恢復(fù)。網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡(jiǎn)單，方便用戶業(yè)務(wù)部署。

2.典型應(yīng)用

Trill網(wǎng)絡(luò)部署拓?fù)鋱D

采用Trill技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心大二層網(wǎng)絡(luò)，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。隨著匯聚交換機(jī)數(shù)量的增加，二層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的接入規(guī)模直線上升。這是目前Trill相對(duì)于IRF最明顯的優(yōu)勢(shì)。本方案采用獨(dú)立三層網(wǎng)關(guān)。三層網(wǎng)關(guān)和核心RB之間直連，如果數(shù)據(jù)中心規(guī)模很大，可以部署多臺(tái)網(wǎng)關(guān)，基于VLAN做負(fù)載分擔(dān)。

3.方案特色

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平面和控制平面分離。

能夠通過(guò)Trill協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)計(jì)算出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的路徑，并實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間多條路徑同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)流量，進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)，避免了STP中只能沿著一條路徑進(jìn)行流量轉(zhuǎn)發(fā)的缺點(diǎn)。

用戶可以通過(guò)命令在交換機(jī)上靈活配置，端口以何種模式(上行口或者下行口)加入Trill網(wǎng)絡(luò)，端口上能對(duì)哪些vlan的流量進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

支持port-channel，開啟trill功能的port-channel口正確轉(zhuǎn)發(fā)處理原始數(shù)據(jù)幀。

4.結(jié)束語(yǔ)

Trill網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于數(shù)據(jù)中心中的高速總線，能夠滿足云計(jì)算時(shí)代下虛擬機(jī)任意遷移、無(wú)阻塞、低延遲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、多租戶、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大等要求。深圳風(fēng)云愿意同業(yè)界一起，共同推進(jìn)Trill標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)在數(shù)據(jù)中心中得到更廣泛的應(yīng)用，共同推進(jìn)Trill標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和演進(jìn)。