数据中心网络-跨中心二层网络技术

Leo Xiao 发表于 2021/03/27 19:10:46 2021/03/27
【摘要】 为什么需要跨中心二层:虚拟化引入了虚拟机动态迁移技术,从而要求网络支持大范围的二层域,从而改变了传统三层网络统治数据中心网络的局面。什么叫大二层:由于业务的发展,对虚拟机迁移的范围要求越来越大,需要跨机房跨地域迁移,使得二层网络范围要求越来越大,于是出现了专业的“大二层网络”领域专题。一般要求支持10K以上主机的网络架构,才能算是“大二层”。大二层能解决哪些问题:最主要的还是解决业务迁移的问...

什么需要跨中心二层:

虚拟化引入了虚拟机动态迁移技术,从而要求网络支持大范围的二层域,从而改变了传统三层网络统治数据中心网络的局面。

什么叫大二层:

由于业务的发展,对虚拟机迁移的范围要求越来越大,需要跨机房跨地域迁移,使得二层网络范围要求越来越大,于是出现了专业的“大二层网络”领域专题。

一般要求支持10K以上主机的网络架构,才能算是“大二层”。

大二层能解决哪些问题:

最主要的还是解决业务迁移的问题:包括虚机迁移,依赖VRRP的主备或者集群

VRRP介绍:

之所以把VRRP单独拿出来介绍是因为物理组网去二层依赖时,主备的问题导致vrrp反复被提起,而实际VRRP实现的HA机制又叫L3HA。。。


VRRP是什么: 
Virtual Router Redundancy Protocol,解决局域网中配置静态网关出现单点失效现象的路由协议

VRRP的工作原理:
- VRRP能够在不改变组网的情况下,将多台路由器虚拟成一个虚拟路由器,通过配置虚拟路由器的IP地址为默认网关,实现网关的备份
- 协议版本:VRRPv2(常用)和VRRPv3 VRRPv2仅适用于IPv4网络,VRRPv3适用于IPv4和IPv6两种网络。
- VRRP协议报文:只有一种报文:Advertisement报文 其目的IP地址是224.0.0.18,目的MAC地址是00-00-5e-00-01-XX,协议号是112,VRRP是网络层协议

所以问题的源头并不是VRRP

Keepalived:

Keepalived是基于VRRP(Virtual Router RedundancyProtocol,虚拟路由器冗余协议)协议的一款高可用软件,Keepalived是一个类似于Layer2,4,7交换机制的软件,是Linux集群管理中保证集群高可用的一个服务软件,其功能是用来防止单点故障。Keepailived有一台主服务器和多台备份服务器,在主服务器和备份服务器上面部署相同的服务配置,使用一个虚拟IP地址对外提供服务,当主服务器出现故障时,虚拟IP地址会自动漂移到备份服务器。 Keepalived的核心组件:
        vrrp stack:vrrp协议的实现
        ipvs wrapper:为集群内的所有节点生成IPVS规则
        checkers:对IPVS集群的各RS做健康状态检测
        控制组件:配置文件分析器,用来实现配置文件的分析和加载
        IO复用器
        内存管理组件,用来管理keepalived高可用是的内存管理

LVS

LVS有两种转发模式,NAT模式的转发主要通过修改IP地址(位于OSI模型的第三层网络层), DR模式的转发时通过修改MAC地址(位于OSI模型的第二层数据链链路层)实现转发。 云服务框架中使用的是DR模式,所以有二层依赖。

跨中心大二层网络技术方案对比:


 技术方案     组网  优势  劣势  典型场景
 基于MPLS网络二层互联  VPLS  1. 标准化程度高,兼容性强,能够兼容大部分MPLS网络
2. CE实现双归属,HA性能高,保证数据中心间互联的高可靠性
3. 成本相对较低
 技术比较复杂,部署和运维管理难度较大  跨Region中心互联
 光纤互联  VPLS Over GRE  与基于MPLS网络的VPLS优势相同  1. 技术比较复杂,部署以及运维难度大
2. 需要配置QoS来保证带宽,时延难以保证
 数据中心间只有IP互联网络场景
 大二层互联  OTV/EVN/EVI  1. 网络改动较小
2. 配置简单
 1. 各厂商私有协议,在设计多Vendor环境难以对接  多中心互联
 基于OverLay网络的二层互联  VXLAN  1. 支持Overlay网络,可以跨裸光纤、MPLS或者IP网络实现二层互联
2. 配置简单
3.提高系统的HA性能
1. 如果物理层实现,有各厂商私有协议问题
2. 虚拟层实现,对Vendor要求较高
 适用跨Region多中心互联,理想的方案


VMware双站点数据中心实例:

VMwarelayer2.png

参考:https://www.jianshu.com/p/b050d8861fc1

参考:https://blog.csdn.net/bbwangj/article/details/82763431

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