基于VxLAN組網的云數據中心互聯方案研究

秦杰煒 軟通動力集團上海有限公司

基于VxLAN組網的云數據中心互聯方案研究

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伴隨互聯網技術的快速發展，許多互聯網服務商、電信運營商對網絡運維效率提出更高的要求。從當前技術應用現狀看，側重于以VxLAN技術組網為主，可用于云數據中心的構建，對擴展系統容量、提高網絡運維效率能夠發揮重要作用。本次研究將對VxLAN組網下云數據中心實現互聯的具體方案進行分析。

VxLAN組網技術 云數據中心 互聯方案

云數據中心的建設是近年來大多互聯網服務商、電信運營商關注的主要內容，盡管在互聯網技術推動下取得突破性的發展，但如何保證滿足多種業務需求，如：虛擬機災備、虛擬機遷移等，仍是亟待解決的問題。此時，便需考慮在VxLAN技術下，實現云數據中心的互聯。因此，本文對VxLAN組網下云數據中心互聯方案設計研究，具有十分重要的意義。

1 VxLAN組網云數據中心互聯方案概述

關于VxLAN技術，亦被稱之為virtual extensible localarea network，有支持overlay、高冗余、高擴展特點，在大多互聯網服務商或電信運營商云數據中心中應用極為廣泛，主要用于擴展系統容量、提高網絡運維效率。而在此基礎上提出的VxLAN技術下云數據中心互聯，強調underlay、overlay網絡技術的實現。考慮到overlay網絡上，因IETF RFC7348定義的VxLAN方案在IP承載網絡上要求較高，所以在VxLAN設備互通上面臨一定難題。對此情況，本次研究考慮在ARP代理上取SDN為控制器，采用多種互聯方案，以此實現云數據中心互聯建設的目的。

2 基于SDN控制器的二層互聯方案

ARP代理取SDN為控制器，若以underlay網絡為依據，在互聯方案上首先可引入二層互聯方式。假定VxLAND云數據中心為兩個，其互聯需借助路由器或交換機互聯，這種互聯情況下將僅有underlay層，借助VLAN達到業務轉發、多節點互聯目的。將SDN控制器引入，二層網絡互聯實現的原理表現為借助VLAN方式，虛擬機接入虛擬交換機vSwitch，由于vSwitch可支持VxLAN，此時VxLAN將利用封裝方式或數據透傳，使vSwitch的數據得到有效處理。需注意的是，部分城域二層網絡建設中，多以局域網組網為主，所以在VxLAN路由器或交換機應用下，需做數據轉換，以VLAN封裝形式呈現，借助二層網絡向對端運輸局中心傳送。

盡管二層互聯方式下，無需考慮云數據中心技術限制問題，互聯互通實現較為容易，但由于該方案要求終結數據中心VxLAN，利用VLAN實現跨節點互聯，這對于跨廣域網云數據中心互聯的實現極為困難。另外，現行SDN控制器應用下，存在東西向互通差問題，對于底層網絡，可考慮借助VLAN達到VxLAN運輸局中心互通的目的。

3 基于SDN控制器的三層互聯方案

VxLAN組網云數據中心互聯方案設計中，一般面臨遠距離光纖成本、局域網特性等多方面問題，對此在方案設計中，考慮underlay層選擇IP網絡，而overlan層則借助VxLAN隧道進行業務轉發、多節點互聯等。ARP代理取SDN為控制器，在三層互聯方案下，可選擇單播或多播兩種方案。如其中多播方案，其應用時間較早，強調借助多播、多播VPN實現云數據中心互聯，但需注意該方案下也有一定的弊端，如多播方案下易增加城域網流量，且要求配以相應的城域網IP設備技術，確保設備支持多播VPN功能。而對于單播方案，主要借助頭端復制功能，在同一peer域內進行云數據中心VxLAN vRouter的設計，實現互聯。盡管該方案下無需考慮IP承載網要求，但應支持VxLAN vRouter。由此可發現，ARP代理選擇SDN控制器，需利用IP網絡進行云數據中心的互聯，且要求以同廠商VxLAN vRouter組網或設備為主。而在此基礎上提出的兩種方案，其中單播方案在對成本不敏感運營商中較為適用，而多播方案在對大流量穿網不敏感網絡中較為適用。

VxLAN技術組網云數據互聯是當前云數據中心建設需考慮的主要問題。本次研究中主要提及在ARP代理上選擇SDN控制器，可選用二層、三層互聯方案，能夠滿足云數據中心互聯要求，對推動VxLAN云數據中心的部署可發揮重要作用。

[1]張屆新,吳志明.基于VxLAN組網的云數據中心互聯方案[J].電信科學,2016,32(12):122-128

[2]楊輝.面向數據中心光互聯的軟件定義組網與集成控制研究[D].北京郵電大學,2014