思科ASR1000路由器在數據中心互聯(lián)方案中發(fā)揮關(guān)鍵作用
楊文斌 2012/03/07
金融行業(yè)和大企業(yè)數據中心互聯(lián)的挑戰
當前在金融行業(yè)和大企業(yè)，信息化已成為業(yè)務(wù)運作的重要依托，經(jīng)過(guò)十幾年的建設和高速發(fā)展，大多已建設了比較完善的IT基礎設施，且采用了以數據中心為業(yè)務(wù)運營(yíng)平臺的信息大集中服務(wù)模式,尤其是大集中后一般企業(yè)都會(huì )隨之建設備份數據中心滿(mǎn)足業(yè)務(wù)連續性要求，但是在過(guò)去的信息化建設過(guò)程中，受限于當時(shí)的技術(shù)發(fā)展水平，每種應用基本上都有自己獨享的服務(wù)器、存儲、接入網(wǎng)絡(luò )等IT資源，應用和資源之間的耦合度和關(guān)聯(lián)復雜度太強，造成在一個(gè)數據中心內部資源無(wú)法得到充分有效利用，新業(yè)務(wù)上線(xiàn)周期長(cháng)，服務(wù)策略不一致，在多數據中心資源調度和業(yè)務(wù)設計時(shí)更是面臨巨大挑戰。
隨著(zhù)數據中心業(yè)務(wù)和虛擬化技術(shù)的發(fā)展，對新一代數據中心網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)提出了新的迫切要求，思科不斷對傳統數據中心所使用的常規網(wǎng)絡(luò )技術(shù)進(jìn)行革新，包括數據中心級以太網(wǎng)技術(shù)（Data Center Bridge，簡(jiǎn)稱(chēng)DCB）、FEX(保證擴展性和規模)、VDC(虛擬交換機技術(shù))、VN-Link(虛擬機感知)，統一網(wǎng)絡(luò )I/O融合技術(shù)的FCoE、數據中心大二層網(wǎng)絡(luò )技術(shù)FabricPath。更重要的，在數據中心虛擬化和多數據中心資源調配的這個(gè)大的背景下，下一代廣域網(wǎng)絡(luò )如何才能提供高度可靠、高性能的企業(yè)數據中心互聯(lián)，以保障端到端的業(yè)務(wù)連續性。思科創(chuàng )新的ASR 1000系列路由器作為下一代多業(yè)務(wù)路由器創(chuàng )新的為企業(yè)提供了跨數據中心的大二層互聯(lián)技術(shù)OTV以及虛擬化環(huán)境的精確定位技術(shù)LISP, 來(lái)承載跨數據中心的多種應用、信息和IT資源虛擬化, 并通過(guò)優(yōu)化的智能服務(wù)提供出色的性能和永續性，加速服務(wù)的運行。
數據中心應用分析
當前的數據中心部署的趨勢之一是如何建設虛擬的數據中心和多活的數據中心，虛擬化數據中心對網(wǎng)絡(luò )基礎設施提出了許多新的挑戰，它需要提供一個(gè)連接連續跨越地理上分散的數據中心，支持大量的服務(wù)器到服務(wù)器的通信，無(wú)縫移動(dòng)通信，在一個(gè)數量龐大的工作站調配和資源管理；那么，虛擬數據中心有哪些應用需求及其連接類(lèi)型？下面列出了一些主要的應用需求：
- 基于IP路由的應用：目前數據中心的大部分應用都可以基于IP路由進(jìn)行處理；
- 集群應用(Clustered applications)：一些應用集群，他們經(jīng)常使用本地的二層網(wǎng)絡(luò )連接 群集成員服務(wù)器如鄰居發(fā)現和心跳。應用集群的溝通，即需要三層路由的IP流量也同時(shí)需要二層的IP直接通訊。
- 虛擬化應用：通常虛擬化應用可以運行在虛擬機和需要虛機的在線(xiàn)資源調度在線(xiàn)遷移等，目前虛擬化在線(xiàn)資源調配需要二層環(huán)境下的IP直接通訊。
- 數據中心搬遷和資源的重分配的需求：通常數據中心的應用需要在在兩個(gè)數據中心的做切換和實(shí)體機或虛機在線(xiàn)資源調度等，需要兩個(gè)數據中心提供跨中心二層環(huán)境下的IP直接通訊。
總之，不同的應用需要不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )連接特性,網(wǎng)絡(luò )的第二層和三層連接的組合可能會(huì )被要求支持不同的應用。思科ASR1000提供的領(lǐng)先的數據中心的網(wǎng)絡(luò )虛擬化技術(shù)對上述應用提供了完美的智能支持，局域網(wǎng)二層擴展技術(shù) OTV（Overlay Transport Virtualization） 和虛擬化精確定位技術(shù)LISP（Locator/ID Separation Protocol ）具備諸多領(lǐng)先優(yōu)勢，通過(guò)LISP和OTV的組合可以解決虛擬化資源的遷移和業(yè)務(wù)連續等技術(shù)難題。
思科 OTV 二層擴展技術(shù)
Cisco OTV技術(shù)可以為跨任意傳輸網(wǎng)絡(luò )的二層連接擴展，提供運營(yíng)優(yōu)化型解決方案。因此，OTV對于分布式數據中心的高效部署發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用，有助于實(shí)現應用可靠性和靈活的工作負載遷移。OTV是一項“MAC in IP”技術(shù)。通過(guò)使用MAC地址路由規則，OTV可提供一種疊加（overlay）網(wǎng)絡(luò )，能夠在分散的二層域之間實(shí)現二層連接，同時(shí)保持這些域的獨立性以及IP互聯(lián)的容錯性、永續性和負載均衡優(yōu)勢。 圖1說(shuō)明了這種工作機制。
思科 LISP名址分離網(wǎng)絡(luò )協(xié)議
今天我們討論的主要是在虛擬化環(huán)境中如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議精確定位虛機的具體位置，LISP 解決方案解決了虛機移動(dòng)領(lǐng)域的一大難題，該功能允許一個(gè)子網(wǎng)的虛擬機成員，當虛擬移動(dòng)到網(wǎng)絡(luò )任何地方，同時(shí)保留其IP地址不變，無(wú)需在主機上的任何變化，但網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)可以定位其精確位置并實(shí)現最優(yōu)路由，同時(shí)保持網(wǎng)絡(luò )的穩定性和高可擴展性。
LISP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的最新發(fā)展，指名址分離網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，即 Location-ID Separation Protocol。 在LISP中，原有的網(wǎng)絡(luò )IP地址被分成EID（end-identifier）和RLOC（routing locator）。其中，EID用于標志主機，不具備全局路由功能；RLOC用于全網(wǎng)路由。名址分離網(wǎng)絡(luò )自然會(huì )引入名與址的映射，即LISP中EID-to-RLOC的映射。眾所周知，分級結構有著(zhù)非常明顯的優(yōu)點(diǎn)，如結構簡(jiǎn)單、查詢(xún)效率高等； 如圖2所示。
思科LISP和OTV技術(shù)的完美組合實(shí)現虛機遷移和多中心集群
在多中心互聯(lián)的虛擬化環(huán)境下，OTV的實(shí)現多個(gè)數據中心的二層連接，其實(shí)也就是在多個(gè)地點(diǎn)的延伸同一個(gè)的IP子網(wǎng)。除了服務(wù)器集群需要二層連接，虛擬化環(huán)境需要在虛擬機與虛擬機的流動(dòng)性，如VMware vMotion或一個(gè)簡(jiǎn)單的物理服務(wù)器在數據中心間的移動(dòng)，都需要數據中心間支持二層連接。如圖3所示。
Figure 3. 應用需要網(wǎng)絡(luò )平臺支持路由和非路由的不同流量
目前，VMware的支持跨站點(diǎn)在線(xiàn)vMotion遷移時(shí)需要這些虛機在同一個(gè)二層擴展局域網(wǎng)內。利用OTV和LISP結合可以很好的用于支持集群以及在線(xiàn)VMware VMotion的場(chǎng)景，OTV的提供了最重要的功能實(shí)現跨多個(gè)站點(diǎn)的局域網(wǎng)擴展，當擴展子網(wǎng)時(shí)，LISP目的是解決服務(wù)器或虛機的位置信息并提供的最佳徑路；LISP和OTV的組合提供了一個(gè)互補的方法應用在多個(gè)地點(diǎn)的分布，同時(shí)保持應用程序的每一個(gè)成員的最佳路由。 LISP和OTV的這種組合很好的支持了VMware VMotion在線(xiàn)遷移，它不僅支持應用程序的要求，而且有助于確保所有移動(dòng)的虛擬機的最佳可達。如圖4所示。
Figure 4.在二層網(wǎng)絡(luò )擴展下實(shí)現虛機精確定位能力
在LISP和OTV解決方案中，由于OTV采用標準IP封裝對原有的網(wǎng)絡(luò )架構沒(méi)有影響，還有OTV技術(shù)采用鏈路狀態(tài)協(xié)議算法（LSA）取代傳統的生成樹(shù)橋接協(xié)議（BPDU），在OTV網(wǎng)絡(luò )上生成樹(shù)橋接協(xié)議不需要轉發(fā)，站點(diǎn)間仍相互保持獨立，二層網(wǎng)絡(luò )上生成樹(shù)橋接協(xié)議的錯誤不會(huì )蔓延到OTV邊緣設備以外，大大增加了數據中心的穩定性，在上圖的方案示例中，只要兩個(gè)數據中心的ASR1000路由器支持OTV協(xié)議就可以實(shí)現。
對于LISP解決了遠程訪(fǎng)問(wèn)數據中心遷移后虛機的精確位置問(wèn)題，LISP需要數據中心和遠程的路由設備都要支持，但不需要中間網(wǎng)絡(luò )的每一條網(wǎng)絡(luò )設備都支持，這一點(diǎn)非常重要。
小結
在數據中心互聯(lián)的解決方案中，LISP和OTV技術(shù)結合解決了數據中心具有跨地域性和移動(dòng)性是對網(wǎng)絡(luò )提出的技術(shù)難題，LISP和OTV是互補的兩個(gè)重要技術(shù)。根據應用的類(lèi)型和數多據中心互聯(lián)的要求，通過(guò)OTV或LISP和OTV的組合，可以為企業(yè)IT基礎設施的虛擬化發(fā)展提供一個(gè)靈活和智能的網(wǎng)絡(luò )平臺。思科支持LISP主要平臺：ASR 1K，ISR系列路由器，Nexus7等,思科支持OTV主要平臺：ASR 1K，Nexus7K等；Cisco ASR 1000系列路由器新一代高效節能的路由器定位于為電信運營(yíng)商和企業(yè)提供了業(yè)界領(lǐng)先的性能、服務(wù)功能、可靠性和效率。通過(guò)使用Cisco QuantumFlow 處理器的創(chuàng )新技術(shù)，滿(mǎn)足當前和未來(lái)所需服務(wù)能夠隨時(shí)投入運營(yíng)，而不會(huì )降低網(wǎng)絡(luò )性能和可靠性。包括集成的高性能服務(wù)，包括nxGbps加密、寬帶匯聚、萬(wàn)兆防火墻、NBAR和會(huì )話(huà)邊界控制（所有功能均可通過(guò)軟件實(shí)現－無(wú)需額外硬件）。尤其是其強大的硬件和軟件的冗余能力，為企業(yè)的不間斷運營(yíng)提供良好的保障。 詳細技術(shù)資料的信息，請參考：http://www.cisco.com/go/LISP；http://www.cisco.com/go/otv；http://www.cisco.com/go/ASR1000
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