隨著(zhù)企業(yè)信息化的推進(jìn)，眾多公司開(kāi)始加速建設數據中心以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需要，數據中心的規模也越來(lái)越大。為了達到冗余部署，實(shí)現高可靠性以確保業(yè)務(wù)和應用的連續性，建設跨越不同地理位置的數據中心成為企業(yè)在網(wǎng)絡(luò )規劃時(shí)的必須考慮的問(wèn)題。當數據中心采用虛擬化并在多個(gè)不同物理位置分散部署時(shí)，為實(shí)現多個(gè)數據中心的資源整合，虛擬機需要能夠保持IP地址不變實(shí)現跨站點(diǎn)遷移，這需要數據中心二層網(wǎng)絡(luò )的跨站點(diǎn)擴展，即多個(gè)數據中心站點(diǎn)間實(shí)現二層網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)。
本文旨在分析云計算時(shí)代下數據中心間二層互聯(lián)的需求，并提出華為創(chuàng )新的EVN（Ethernet Virtual Network）二層互聯(lián)解決方案，幫助用戶(hù)在數據中心建設時(shí)能選擇合適的方案更好滿(mǎn)足云計算業(yè)務(wù)需求。
數據中心二層互聯(lián)方案部署的需求
數據中心互聯(lián)規模及大量虛擬機頻繁遷移對數據中心間二層互聯(lián)也提出了新的要求，體現在以下幾個(gè)方面：
- 可擴展性：可擴展性主要指在互聯(lián)站點(diǎn)數、擴展VLAN數和MAC地址容量方面能擴展到一定的規模。比如能支持數十個(gè)以上站點(diǎn)互聯(lián)、成千上萬(wàn)個(gè)VLAN擴展、上百萬(wàn)MAC地址，以滿(mǎn)足大規模/超大規模數據中心和海量虛擬機遷移的需要；
- 高帶寬利用率：數據中心之間的廣域網(wǎng)帶寬資源通常是租用的，需要得到高效利用。數據中心互聯(lián)設備的冗余部署會(huì )導致數據中心間存在多條連接路徑，需要將流量均衡地分布在所有可用鏈路上以提高廣域網(wǎng)帶寬資源利用率，節省帶寬租用成本；
- 運維簡(jiǎn)化：數據中心互聯(lián)方案通常涉及到網(wǎng)絡(luò )側的協(xié)議部署，傳統的部署方式需要在網(wǎng)絡(luò )側實(shí)現站點(diǎn)全連接配置，導致新增或刪除互聯(lián)站點(diǎn)時(shí)已有站點(diǎn)的配置也會(huì )受到影響。為簡(jiǎn)化運維，互聯(lián)方案需要實(shí)現Single-Sided部署，即新增或刪除互聯(lián)站點(diǎn)時(shí)已有站點(diǎn)的配置不受影響，降低運維管理難度。
解困之術(shù)：EVN, 新一代二層互聯(lián)解決方案
現有的二層互聯(lián)技術(shù)存在建設耗時(shí)長(cháng)、配置復雜等不足。EVN是華為基于多年來(lái)對數據中心網(wǎng)絡(luò )的理解和建設經(jīng)驗推出的新一代二層互聯(lián)方案，全稱(chēng)是Ethernet Virtual Network, 它是一種以"MAC in IP"的Overlay方式構建以太虛擬網(wǎng)絡(luò )的解決方案，以實(shí)現數據中心二層網(wǎng)絡(luò )跨站點(diǎn)互聯(lián)，站點(diǎn)間的承載網(wǎng)絡(luò )只需要滿(mǎn)足IP可達即可， 可以是傳輸網(wǎng)或IP/MPLS網(wǎng)絡(luò )。
華為EVN二層互聯(lián)解決方案具有三大創(chuàng )新，能夠更好的滿(mǎn)足客戶(hù)在二層互聯(lián)部署中的實(shí)際需要。
1.基于控制平面的MAC路由交換機制： 運維簡(jiǎn)化與5倍擴展性
EVN方案創(chuàng )新性的引入了MAC路由概念，在數據中心PE（Provider Edge）設備之間運行擴展的BGP控制協(xié)議來(lái)交換MAC可達信息。傳統方式下，隨著(zhù)互聯(lián)的數據中心越來(lái)越多，PE設備數量越來(lái)越多，PE全連接所帶來(lái)的配置工作量將非常繁重。同時(shí)，如果新增或者刪除一個(gè)數據中心站點(diǎn)，其他已有站點(diǎn)的所有PE設備上的配置都需要重新調整，繁瑣且復雜，無(wú)法做到Single-Sided的簡(jiǎn)單運維部署。
基于控制平面BGP協(xié)議的EVN方案則可以很簡(jiǎn)單的解決這個(gè)問(wèn)題：即在所有PE設備上指定BGP Server，通過(guò)BGP Server來(lái)接收各個(gè)PE發(fā)出的MAC路由信息，并將其傳給其他PE設備。通過(guò)這種方式，每個(gè)站點(diǎn)的PE只需要與BGP Server交互，而無(wú)需與其他站點(diǎn)的PE設備交互。即使站點(diǎn)新增或者刪除，也不需要修改其他站點(diǎn)PE設備上的配置，真正實(shí)現了Single-Sided部署，大大簡(jiǎn)化數據中心網(wǎng)絡(luò )設備的運維難度，降低運維成本。
同時(shí)，由于EVN方案控制平面采用BGP協(xié)議，BGP協(xié)議支持大規模路由容量，所以EVN方案繼承了BGP協(xié)議的優(yōu)勢，天然具備良好的可擴展性，最大能支持到32個(gè)數據中心站點(diǎn)的互聯(lián)，是業(yè)界當前水平的5倍；虛擬機數量最大能支持到256K，是業(yè)界當前水平的16倍。由于具有良好的可擴展性，華為EVN方案不僅適應中小企業(yè)數據中心的互聯(lián)，更能勝任大型、超大型數據中心的互聯(lián)需求。
2.基于VXLAN封裝的轉發(fā)平面：精細化的流量負載分擔
負載分擔是存在多條轉發(fā)路徑下提高鏈路利用率的有效手段。華為EVN數據中心二層互聯(lián)方案除了支持數據中心CE（Customer Edge, 用戶(hù)邊緣設備）到PE以及PE之間在多條轉發(fā)路徑時(shí)的負載分擔，還支持數據中心間承載網(wǎng)傳輸過(guò)程中的負載分擔，以形成從數據中心出-----承載網(wǎng)-----數據中心入的全網(wǎng)流量負載分擔方案，以更加高效的提升帶寬利用率，為客戶(hù)節省帶寬租用成本。
華為EVN二層互聯(lián)方案在轉發(fā)平面采用的是VXLAN格式的封裝，數據中心CE設備發(fā)送原始以太數據流到PE后，配置了EVN方案的PE設備會(huì )按一定規則給各個(gè)以太數據包生成不同的源端口號，并封裝到UDP頭部中，然后發(fā)送到P設備。 數據中心間承載網(wǎng)上的P設備接收報文后，如果發(fā)現到達目的IP存在多條等價(jià)路徑，則可利用UDP報文外層封裝的五元組信息將報文Hash到多條等價(jià)路徑之間進(jìn)行負載分擔。對于常見(jiàn)的其他二層互聯(lián)方案，則不支持PE設備對以太數據流進(jìn)行精細化區分，承載網(wǎng)絡(luò )中P設備也就無(wú)法實(shí)現多條等價(jià)路徑上的負載分擔。 這是華為EVN方案在流量負載分擔、提升帶寬利用率方面的獨創(chuàng )優(yōu)勢。
3.支持Single-Active 和All-Active多歸冗余部署： 高可靠性的堅實(shí)保證
為提高網(wǎng)絡(luò )的可靠性，在數據中心互聯(lián)組網(wǎng)中，通常會(huì )配置兩臺PE設備形成雙設備冗余部署。根據CE設備與PE設備之間流量轉發(fā)行為的不同，華為EVN二層互聯(lián)方案能同時(shí)支持Single-Active和All-Active兩種冗余部署模式，為實(shí)際組網(wǎng)需要提供最大的靈活性。這是當前其他廠(chǎng)商無(wú)法實(shí)現的。
在Single-Active模式下，對于某個(gè)特定的VLAN，只有冗余組中的某個(gè)PE設備能從CE設備上接收流量或轉發(fā)流量到CE。而在A(yíng)ll-Active冗余模式下，對于某個(gè)VLAN，冗余組中所有PE設備都能從CE接收流量或轉發(fā)流量到CE，實(shí)現在多條等價(jià)路徑情況下的按流負載分擔，可以有效提高冗余部署模式下的設備和鏈路利用率。
華為EVN方案是基于IP的數據中心二層互聯(lián)創(chuàng )新解決方案，它代表了當前業(yè)界二層互聯(lián)技術(shù)的最新發(fā)展方向。EVN方案結合了控制平面基于BGP協(xié)議和數據平面基于VXLAN封裝所帶來(lái)的優(yōu)勢，具有優(yōu)良的高可擴展性、高帶寬利用率和高可靠性，并在此基礎上集成了運維簡(jiǎn)化領(lǐng)域的創(chuàng )新，能全面應對云計算時(shí)代數據中心二層互聯(lián)所面臨的需求和挑戰。
