七層網絡到大二層網絡的深層原因—數據中心的網絡變革

在大眾的眼中,數據中心是這個樣子的


七層網絡到大二層網絡的深層原因—數據中心的網絡變革


在工程安裝人員的眼中,數據中心是這個樣子的

七層網絡到大二層網絡的深層原因—數據中心的網絡變革

而在IT工程師眼中,數據中心可能是這個樣子的

七層網絡到大二層網絡的深層原因—數據中心的網絡變革

最後到了網絡工程師的眼中,數據中心就變成這個樣子了

七層網絡到大二層網絡的深層原因—數據中心的網絡變革

談起大二層網絡,就讓我們從網絡工程師的視角開始。顯而易見的,網絡工程師看的就是數據中心網絡。數據中心網絡是數據中心基礎設施之一,用於連接企業計算、存儲等資源。主要包括計算網絡、存儲網絡和數據中心互聯網絡三種網絡。其中計算網絡是數據中心最核心網絡,用於連接用戶和服務器等計算資源。


傳統的數據中心網絡,大多采用二三層混合的網絡架構,之所以採用這種網絡架構是因為這種架構非常成熟,相關的STP、路由等二三層網絡技術都是成熟的技術,部署容易,也符合數據中心分區分模塊業務特點。

七層網絡到大二層網絡的深層原因—數據中心的網絡變革


但是隨著數據中心,向虛擬化數據中心和雲數據中心發展演進,這種網絡架構逐漸力不從心,因為虛擬化數據中心和雲數據中心有一項關鍵技術,就是服務器虛擬化。服務器虛擬化是將一臺物理服務器虛擬多臺邏輯服務器,稱為VM,每臺VM都可以獨立運行,有自己的OS,APP,也有自己獨立的MAC地址和IP地址。

七層網絡到大二層網絡的深層原因—數據中心的網絡變革

通過服務器虛擬化可以有效地提供服務器利用率,按需提供服務和資源,降低能源消耗,降低客戶的運維成本。所以得到了廣泛的應用。

七層網絡到大二層網絡的深層原因—數據中心的網絡變革

虛擬化出來以後,就產生了虛擬機動態遷移的需求,虛擬機動態遷移是指在保證虛擬正常運行的同時,將一個虛擬機從一臺物理服務器移動到另一臺物理服務器的過程。該過程對於最

終用戶來說是無感知的。使得管理員能夠在不影響用戶正常使用的情況下靈活調配服務器資源或者對於物理服務器進行維修和升級。


虛擬機動態遷移的關鍵是要保證在遷移時虛擬機上的業務不會中斷。這就要求不僅虛擬機的ip地址不變,而且虛擬機的運行狀態也必須保持不變。所以虛擬機的動態遷移,只能在同一個二層域中進行,而不能跨二層域遷移。


而前面提到的傳統的數據中心,網絡架構中,二層網絡部分為了提高可靠性,必須採用冗餘設備和冗餘鏈路。這樣就不可避免的會形成物理環路。為了避免因環路問題產生廣播風暴、就必須通過STP等破環協議進行破環,阻塞冗餘鏈路。由於STP限制,採用STP進行破環的二層網絡通常不超過50個網絡節點。這就導致了虛擬機動態遷移只能在一個較小的局部範圍內進行,應用受到了極大的限制。


為了實現虛擬機的大範圍,甚至跨地域的動態遷移,就要求把虛擬機遷移可能涉及的所有服務器都納用同一個二層網絡域,形成一個更大範圍的二層網絡。這樣才能實現虛擬機的大範圍無障礙遷移,這種適合虛擬機隨時隨地無障礙遷移的大範圍二層網絡,我們稱之為大二層網絡。注意!一個真正意義的大二層網絡可能需要能容納上萬臺主機。


由於傳統數據中心轉型為虛擬化數據中心,又由於我們需要在業務不中斷情況下實現對虛擬機動態遷移,從而產生了大二層網絡。但同時也對我們網絡提出新的要求,需要新的技術來實現。剛才已經說過基於STP無法實現大二層網絡,那麼我們有哪些新的技術來支持大二層網絡呢。下次我就和大家詳細地說一下。

本文為東方瑞通韓梅老師原創,韓梅老師十八年IT項目經驗技術全面,微軟連續十年MVP (Most value professional)、微軟TechED特邀講師、華為Cloud HCIE、華為雲計算認證講師(HCSI)、紅帽架構師。


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