云数据中心网络与SDN：1.6.2　Cisco VN-TAG

1.6.2　Cisco VN-TAG

VN-TAG是Cisco的私有标准，利用一个全新的标签实现了完整的数据中心接入方案，主要包括VN-Link技术和FEX技术。VN-Link部署在服务器的交换组件上，负责虚拟机的接入；而FEX部署在接入层的物理交换机上，负责虚拟机间的互通。图1-10是VN-TAG的封装格式，6个字节的新字段被—插入到VLAN的前面，其中DVIF_ID/SVIF_ID是目的/源虚拟机被分配的唯一标识，各有12位，在Port Profile中会将VIF_ID与虚拟机接入端口进行一对一的通道绑定，VN-TAG物理交换机将根据VIF_ID来识别虚拟机。其他的标志位用于FEX系统中，D位标识报文的走向，P位标识报文是否需要复制，L位标识源主机和目的主机是否连接在同一台物理交换机上。

图1-10　VN-TAG的封装格式

VN-TAG的通信流程概括如下：服务器中的交换组件不进行MAC寻址，它接收源虚拟机的流量，封装好VN-TAG（标记SVI_ID），然后直接交给上游的物理交换机，上游的交换机完成SVI_ID对源MAC地址、VLAN和入端口的学习，根据目的MAC地址标记DVI_ID，然后转发给目标服务器，由目标服务器根据DVI_ID进行通道转发，剥掉VN-TAG后转发给目标虚拟机。VN-TAG的通信示例如图1-11所示。

在VN-TAG的架构中，VN-Link技术负责在服务器内部接入虚拟机，FEX技术负责从服务器上联接入交换机。VN-Link由支持VN-TAG的网卡实现，该网卡只负责VN-TAG的封装/解封装，不做任何寻址或策略相关的工作。FEX由Cisco N2K+N5K的组合实现，其中N5K负责寻址转发和策略的制定，N2K则作为N5K的远端板卡部署在ToR实现分布式接入。N2K和N5K间通过SDP（Satellite Discovery Protocol）协议完成发现，N2K通过SRP（Satellite Registration Protocol）协议向N5K进行注册，N5K通过VIC（Virtual Interface Cornfiguration）协议控制N2K上的转发。

VN-TAG的目标是将数据中心的接入网络虚拟成一个大的接入交换机，由VN-Link充当网线，由N2K充当分布式线卡，N5K充当主控板，处于任何物理位置的虚拟机都好像连接在这个大的接入交换机上。N2K与N5K间的网络连接具有高带宽、无阻塞和低时延等特性，保证了分布式接入的性能。在N5K上可以基于虚拟机对应的SVI_ID/DVI_ID制定ACL、QoS和流控等高级接入策略，网络策略能够随虚拟机进行任意的迁移。

图1-11　VN-TAG的通信示例

Juniper Fushion在转发机制的设计上和VN-TAG有些类似，Satellite交换机收到入向流量后并不进行转发，而是插入E-TAG Header标记入端口的ECID，然后交给Aggregation交换机。Aggregation交换机对流量源的<MAC，ECID>进行学习，并重新封装E-TAG Header，根据目的MAC地址标记出端口ECID，然后送到目的所在的Satellite交换机上，Satellite交换机将根据ECID映射出端口，并直接进行转发。另外，华为有一个类似于FEX的技术叫作SVF，CE6800相当于N5K做接入、转发决策，CE5800相当于N2K作为远端板卡进行分布式接入、转发，SVF整合CE5800/6800形成一台大的虚拟接入交换机。

作为网络厂商，Cisco的想法自然是把网络延伸到服务器当中去，于是研发了新的芯片支持VN-TAG，“顺便”集成到了UCS刀片服务器中。如果用户想用VN-TAG，就需要买Cisco的刀片。作为服务器的大玩家，HP的想法自然和Cisco是不一样的，于是就拉起了VEPA的阵营作为对VN-TAG的回应。