數據中心扁平化設計應用趨勢討論

傳統數據中心一般采用二層+三層組網架構，POD內采用二層組網，POD間通過三層網絡進行互聯。VM只能在一個POD內進行遷移，如果需要跨二層區域遷移，需要更改VM的IP地址，如果沒有負載均衡器LoadBalance屏蔽等手段，應用會中斷。在云計算時代，為提升大量閑置服務器的資源利用率，計算虛擬化技術已經逐步在IDC進行應用。IDC運營商為了更充分的利用數據中心資源，VM需要更大的遷移范圍，可以通過TRILL構建的大二層網絡來實現。

為保證業務正常開展，需要支持網絡數據的無阻塞、低延遲轉發，網絡組網支持扁平化胖樹組網拓撲，對于交換機之間多條數據轉發路徑能夠充分利用。傳統二層組網情況下，需要借助xSTP進行破環，防止二層環路風暴，N條鏈路只有一條可以轉發，帶寬利用率低，已經滿足不了云計算時代下數據中心網絡的要求。

網絡遷移的過程并不是一蹴而就的，特別是在金融類網絡中，要保證業務不中斷的運行，網絡是需要分步切割的。在Cloud銀行的遷移案例中，就經歷了以下四個階段：

第一階段：在DCA的核心層和匯聚層都部署SPB網絡，在DCB中也部署SPB。在這個階段中，IS-IS 和 SPB 核心路由配置好以后，需要先運行一段時間，在一定時間的穩定運行情況下，把L2 VLAN 遷移至L2VSN’s中，其中L2VSN’s是為測試而創建的虛擬業務網絡，這次遷移為第二階段的生產遷移做好準備;

第二階段：DCA和DCB兩個數據中心業務產生，生產用 VLAN 將被遷移到SPB網絡，產生 L2VSN;

第三階段：SPB 部署在MDC的核心層和匯聚層上。與第一階段類似，IS-IS 和 SPB 核心路由配置好以后，需要先運行一段時間，在一定時間的穩定運行情況下，把L2 VLAN 遷移至L2VSN’s中，其中L2VSN’s是為測試而創建的，這次遷移為第四階段的生產遷移做好準備;

第四階段：創建MDC到DCA的L2VSN ，生產用 VLAN 將被遷移到SPB網絡，產生 L2VSN。

在整個遷移過程中，VSN (虛擬業務網絡)是一個非常重要的概念。這是在SPB已經構建完成基礎上來實現的。事實上，虛擬服務(無論是L2還是 L3 VSNs)只需要在SPB骨干的的邊界配置，而無需在核心 SPB節點配置。從而提供了一個極具可靠性的運營級體系架構，因為在添加新業務的時候核心節點從來不需涉及。創建一個 L2VSN 非常簡單，僅僅把一個I-SID(骨干網上的一個服務事例標識號)和一個邊界VLAN關聯即可;創建一個 L3VSN 也并不復雜，只需要把一個I-SID和一個VRF關聯，在新產生的L3VSN配置相關的IS-IS IP 路由重發布。

經過四步驟遷移之后的網絡，災難備份也從DCA遷移到DCB，新的交換機將會部署在DCB區域，同時被設置成“交換集群”，提供Active-Active架構。在DCB的交換集群會利用DWDM服務連接回DCA和MDC。改造之后的網絡架構如圖：

Trill網絡中每臺設備都以自身節點作為源節點，基于最短路徑算法計算到達其他所有節點的最短路徑，如果存在多條等價鏈路，在生成單播路由表項時候能夠形成負載分擔。對于數據中心胖樹組網等存在多路徑轉發時候，能夠充分利用網絡帶寬。相比通過xSTP進行破環的傳統二層網絡，TRILL相當于是數據轉發的”多車道”，傳統二層網絡只是”單車道”。

由于TRILL網絡中數據報文轉發可以實現ECMP和最短路徑，因此采用TRILL組網方式可以極大提高數據中心數據轉發效率，提高數據中心網絡吞吐量。另外，每個地點需要傳遞3層可達性信息到網絡中的其他站點。最佳做法往往是動態路由，最好是路由的配置盡可能在目前這種網絡需要大改動的情況下少改動。使得第三個地點數據中心B(DCB)相對于最初的主數據中心(MDC)地點和數據中心A(DCA)地點的網絡而言，能夠把數據中心的網絡DCA遷移到DCB。整個SPB交換結構有兩個OSPF 路由的VLAN， 配置用于連接MDC和DCB，每個VLAN在每個數據中心核心節點上均配置IP地址，以及打開交換集群功能。即使是在未來的網絡擴容中，也可以只是在邊緣位置調整，而不必再改變網絡核心的設置。SPB 核心功能包含了IS-IS路由、SPB全局設置和連接故障檢查。

在SPB核心上，只需要兩個骨干VLAN，使得IS-IS在有多條等價路徑存在的時候，能夠計算出等價樹，從而把多個VSN的流量進行負載均衡。這就不得不解釋一下IS-IS 協議，IS-IS 協議工作在網絡2層，不需要在鏈路上配置IP地址，用二層的地址即可構成相鄰關系，這種相鄰關系與OSPF非常類似。在SPB交換機之間，只需要一個 IS-IS連接。由于原有設備節點已經啟用交換集群功能，交換集群內部互聯的鏈路匯聚中繼以及交換集群之間(核心到匯聚，核心到核心)的鏈路將啟用SPB 和IS-IS。連接故障檢查和銜接性檢查是為了提供快速故障探測。

在網絡遷移的過程中，VSN的使用也同樣是一個重點，二層遷移和三層遷移都較過去的遷移方式更為簡單，僅以二層遷移為例，三層遷移類似。VLAN 從CLOUD銀行DCA延伸到DCB，IP路由則由ERS 8600 SPB等標準L2 VSN節點之外的設備實現，在這個場景里，ERS 8600的相關VLAN沒有IP地址和路由的相關設置。與兩年之前大二層技術的火熱討論相比，現在談及SPB、TRILL似乎冷淡了許多，真正使用這些來構建大二層網絡的數據中心案例也并不太多。大二層技術當初出現需要解決的問題似乎也有了新的方式解決，利用VXLAN、NVGRE等一些網絡虛擬化技術看起來是比較輕量級的解決方案。

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