数据中心网络大二层组网!

156 世纪网安 2020-09-07

  1. 二层组网面临的问题

  二层组网相比三层组网有着更加简单快速的优势,数据中心可以在L2网络基础上根据需要实现新的上层协议,相比原始TCP/IP协议栈而言,其协议栈的解析开销是非常大的,而定制协议能够很大程度上节省协议栈解析的开销。如果能采用专属网卡实现RDMA组网,将会更大程度上解放CPU资源。

  在数据中心大二层网络建设过程中,最主要的挑战就在于环路管理。在传统数据中心网络环境中,为了提高网络可靠性,通常会布置冗余网络设备和冗余链路,从而也会出现数据环路。数据帧沿着环路转发会出现恶性广播,影响链路中数据帧的有效传输。

  2. 传统解决方案

  较为早期的解决方案是STP(Spanning Tree Protocal,生成树协议),作用在OSI模型的第二层,也就是数据链路层,定义在IEE 802.1D中的以太网交换机标准。这个标准为交换机定义了一组用于探知链路层拓扑,并对交换机转发行为进行控制。当STP探测到环路时,会将换路上一个端口进行阻塞,阻止该端口转发或者接收以太网帧,从而消除二层网络中可能产生的广播风暴。

  正是由于STP简单粗暴的阻塞端口,导致其对链路的利用率不足。

  3. 网络设备虚拟化技术

  网络设备虚拟化技术属于各网络厂商的私有技术。其原理是将多台物理设备组合在一起,虚拟化成一台逻辑设备,成为一个单独的逻辑节点。配合链路聚合技术,将多节点、多链路的网络结构虚拟化成为单节点、单链路的结构。

  网络设备虚拟化技术分为三类:

  框式堆叠CSS

  盒式堆叠iStack

  混合方式

  4. TRILL/SPB技术

  TRILL(Transparent Interconnection of Lots of Links)是IETF标准组织制定的一项标准技术,通过扩展IS-IS路由协议实现二层路由,具有高效转发、有效避免环路、快速瘦脸、部署方便、容易支持多租户等特点。



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