您好!欢迎光临云杰通信官网,本公司专业提供跨境企业网络加速优化、企业MPLS-VPN、SD-WAN等跨境网络技术服务。
服务热线:13631779516

企业网络优化专家

国际网络互联综合解决方案

常见问题 NEWS

云杰通信助您了解行业,全方位掌握国际互联网最新资讯

您当前的位置:首页 > 资讯中心 > 常见问题

SDN在云数据中心如何应用?

2020-06-05 17:01:00云杰小编阅读:95


随着网络、通信和计算机系统的大规模应用和发展,互联网数据中心也迅速发展,尤其在云服务时代,运营商需要提供海量宽带供给应用,此外还有新增的面向工业互联网、车联网等垂直行业应用,使得愈来愈多的应用及业务处理汇聚到云端数据中心,使云计算数据中心的规模急剧增长形成超大规模数据中心。

SDN概念一直如火如荼,若是要谈到概念落地及大规模应用,一定离不开SDN在云计算数据中心的实践应用。云数据中心对网络提出了灵活、按需、动态和隔离的需求,SDN的集中控制、控制与转发分离、应用可编程这三个特点正巧能够较好的匹配以上需求。SDN,可以看为是软件开发和网络技术的混合领域。

随着数据中心服务器、网络规模的日益庞大,越来越复杂的应用业务交互,传统的数据中心架构与技术已经不能满足企业用户对数据中心高效、智能、便捷的需求,SDN应运而生。

企业组网,MPLS,SD-WAN,VPN专线

一、云数据中心SDN技术架构

云计算近十年来受到互联网、IT和电信业共同的关注,云计算技术的快速发展和广泛应用使得数据中心的业务形态产生了很大的变化。云计算提出了资源池化的思想,虚拟化技术的发展打破了基础设施的物理边界,因此资源池中需要维护的虚拟机数量有了指数级的提升。数据中心管理员需要通过管控平台监视网络中的通信模式,并且自动调整虚拟网络连接或移动虚拟机,以优化网络的整体性能,或分配某些虚拟机并且配置专用网络带宽,以便在非高峰时间将存储数据移动到存储归档。因此,基于SDN的云计算数据中心网络是未来云数据中心网络的发展趋势。

SDN提出了采用软件定义网络的思路,具有转发和控制分离、控制逻辑集中、网络资源抽象化/虚拟化、网络能力开放化等特点,完美契合数据中心大规模网络的自动化和集中式控制、灵活组网多路径转发、虚拟机部署和智能迁移、虚拟多租户、IaaS等需求。云数据中心SDN方案简要视图如图1所示。SDN控制器分别对交换机、服务器、虚拟机进行管理。

数据中心网络的基础设施提供业务承载的高速通道,采用两层Spine-Leaf(CLOS)的扁平化Fabric架构。Spine节点与Leaf节点间全连接,Spine节点仅用作转发,Leaf节点作为L2/L3层边界。在这种架构下,网络全互联形成的大量等价路径既保证了链路的冗余可靠,又提高了整个Fabric网络的吞吐量;扁平的网络结构保证了任意节点间较高的连接速率,同时对任意类型流量均拥有极低的时延。

数据面采用VxLAN技术,使用MAC-in-UDP封装来延伸L2层网络,充分利用L3网络的多路径负载均衡ECMP、快速收敛和高可靠性等特点,同时VxLAN使用24bit的VNI段标识二层网络,可支持16M的网络分段,解决了VLAN标签(4096)日益不足的缺陷。VTEP是VxLAN的隧道端点设备,负载VxLAN报文的封装和解封装。

二、软件Overlay SDN网络

SDN的3+2架构模型,从上到下分为应用层、控制层和转发层。以控制层为基准点定义了两个外部接口,其中,向上为应用提供自定义业务功能的API称为北向接口,向下控制使用底层网络资源的API称为南向接口。常用的北向接口标准是Restful,常用的南向接口标准是Openflow。

软件Overlay SDN方案的技术架构主要思想是通过SDN控制进行集中策略分发和管控,实现网络资源的虚拟化管理和灵活调度及自动化部署。Underlay基础网络以VxLAN-Overlay技术来实现网络资源抽象化和虚拟化,实现网络服务和资源与物理位置解耦,为数据中心构建大二层逻辑网络,满足了云计算对网络资源池化的要求。

Overlay SDN方案可以在现有网络的架构上叠加虚拟化技术,其大体框架是在基础网络不进行大规模修改的条件下,实现应用在网络上承载,并能与其它网络业务分离。Overlay的网络基于IP的基础网络技术实现了物理网络向云和虚拟化网络的延伸,使云资源池化能力可以摆脱物理网络的重重限制,是实现云网融合的关键。

简而言之,在云计算虚拟化的驱动下,基于主机虚拟化的Overlay技术出现,从更靠近应用的边缘来提供网络虚拟化服务,其目的是使虚拟机的部署与业务活动脱离物理网络及其限制,使得云计算的网络形态不断完善。主机的vSwitch支持基于IP的Overlay之后,虚机的二层访问直接构建于Overlay之上,物理网不再感知虚机的诸多特性,由此,Overlay可以构建在数据中心内,也可以跨越数据中心之间。因此,SDN控制器加上网络Overlay的技术架构得到了广泛的认可和部署。

三、硬件Underlay SDN网络

硬件Underlay SDN网络包含云平台和硬件SDN控制器,通过控制器插件集成OpenStack Neutron,与Neutron协同完成网络的编排和控制,实现数据中心内的计算、存储、网路资源的虚拟化与资源池化。

在云计算环境下,业务能力的弹性扩展和多租户支持能力成为关键。采用虚拟机实现的虚拟网络设备可以方便地在需要时增加,不需要时减少,弹性很强;通过定义私有封装,可以很方便地携带租户信息,因此可以有很强的多租户支持能力。

在SDN云数据中心,进行vxlan封装的可以是物理交换机也可以是虚拟交换机。通常把基于虚拟交换机实现vxlan封装的称为软件解决方案,基于物理交换机实现封装的称为硬件解决方案。这两种方案各有优劣,云数据中心可以基于自身业务模型和规模进行适配选择。

在软件解决方案中,每台硬件服务器上都有虚拟交换机来承载vxlan的封装/解封装。以开源OVS为例,虚拟交换机有br-int和br-tun两个网桥,br-tun承载vlxan功能。也有其他的商用解决方案,仅有一个网桥来实现全部通信功能。控制器跟大量的虚拟交换机的控制流量交互,是方案的难点。尤其是虚拟交换机有首包请求机制时,控制器的压力比较大。

在硬件解决方案中,通常由接入交换机来承载vlxan的封装/解封装。接入交换机通常是下挂24/48的硬件服务器,在同规模数据中心的软件方案相比,大大减少了vxlan设备数量。一些商业解决方案中,接入交换机通常会跑bgp evpn,用来在控制平面交互主机路由等关键信息。在硬件解决方案中,通常也会采用上面提到的本地vlan/全局vxlan/全局vlan这三个隔离概念。因为vxlan设备的本地隔离域很大,用户间隔离及用户内部互通流量模型极为复杂。为了区分不同用户,通常会在vxlan设备引入VRF,即一个用户对应一个VRF(VRF是全局生效的),简化控制复杂度。

各厂家硬件设备及控制器,可以按需接入Neutron管理硬件设备,而vSwitch虚拟网元由Neutron负责管理,实现物理和虚拟网络的解耦。控制面完成网络建模和网络实例化,协同虚拟与物理网络,提供网络资源池化与自动化;同时构建全网络视图,对业务流表实现集中控制与下发,这是实现SDN网络控制与转发分离的关键部件。且引入MP-BGP EVPN控制面来通告NLRI(Host/Prefix)路由信息,能有效抑制BUM报文。

SDN控制器支持南向多样化控制协议,如NX-API、Netconf、SNMP等可编程协议管理网络,解决云数据中心厂家绑定问题,同时通过SDN控制器北向Restful API向上与云平台无缝对接,提供抽象的虚拟化网络服务,实现网络资源池化、抽象化、自动化部署等功能。

云数据中心需要与之相适应的“云计算网络”,网络虚拟化正成为变革传统网络的高地,网络的价值正不可阻挡地向软件转移。SDN技术为数据中心网络提供了智能、集中控制的全局优化,开放可编程,端到端QoS,网络快速修复的能力。通过高可靠数据中心SDN控制器完成控制面的配置和管理,避免了大规模的组播部署,同时集中部署模式可加速网络和安全基础架构的配置。同时业务可在任意位置灵活部署,解决网络虚拟化后相关的网络自动开通问题。

文章标题:《SDN在云数据中心如何应用?》

作  者:云杰小编。本文部分资料来源于网络,转载目的在于传递更多信息及学习参考:https://www.gdyunjie.cn/showinfo-115-2309-0.html

主要业务
企业专线网络MPLS-VPNSD-WAN云专线
行业解决方案
跨境电商智能制造业互联网医疗国际教育
关于我们
公司简介服务支持商务合作联系我们
国际网络专题:mpls华为mpls配置三层mplsmpls工作mpls路由bgp mplsmpls运营商mpls专线mpls功能华为mplsmpls应用mpls标签网络mplsmpls详解office 365mpls应用场景mpls原理vpls与mplsmstp与mplsiplc与mplst-mplsmpls ldpmpls-templs意思mpls协议mpls电信国际专线国际专线价格专线多少钱企业网络专线网络国际专线国际专线跨境网络专线东莞国际专线东莞专线接入
Copyright @ 版权所有2012-2019 广东云杰通信有限公司 粤ICP备18062193号-2

在线咨询

在线咨询真诚为您提供专业解答服务

咨询热线

13631779516欢迎致电咨询

微信咨询

二维码微信扫一扫咨询
返回顶部