隨著企業(yè)信息化的推進(jìn)，眾多公司開始加速建設(shè)數(shù)據(jù)中心以滿足業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需要，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也越來越大。為了達(dá)到冗余部署，實(shí)現(xiàn)高可靠性以確保業(yè)務(wù)和應(yīng)用的連續(xù)性，建設(shè)跨越不同地理位置的數(shù)據(jù)中心成為企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時的必須考慮的問題。當(dāng)數(shù)據(jù)中心采用虛擬化并在多個不同物理位置分散部署時，為實(shí)現(xiàn)多個數(shù)據(jù)中心的資源整合，虛擬機(jī)需要能夠保持IP地址不變實(shí)現(xiàn)跨站點(diǎn)遷移，這需要數(shù)據(jù)中心二層網(wǎng)絡(luò)的跨站點(diǎn)擴(kuò)展，即多個數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)二層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

本文旨在分析云計(jì)算時代下數(shù)據(jù)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，幫助用戶在數(shù)據(jù)中心建設(shè)時能選擇合適的方案更好滿足云計(jì)算業(yè)務(wù)需求。

數(shù)據(jù)中心二層互聯(lián)方案部署的需求

數(shù)據(jù)中心互聯(lián)規(guī)模及大量虛擬機(jī)頻繁遷移對數(shù)據(jù)中心間二層互聯(lián)也提出了新的要求，體現(xiàn)在以下幾個方面：

l 可擴(kuò)展性：可擴(kuò)展性主要指在互聯(lián)站點(diǎn)數(shù)、擴(kuò)展VLAN數(shù)和MAC地址容量方面能擴(kuò)展到一定的規(guī)模。比如能支持?jǐn)?shù)十個以上站點(diǎn)互聯(lián)、成千上萬個VLAN擴(kuò)展、上百萬MAC地址，以滿足大規(guī)模/超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和海量虛擬機(jī)遷移的需要;

l 高帶寬利用率：數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心互聯(lián)設(shè)備的冗余部署會導(dǎo)致數(shù)據(jù)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(jié)省帶寬租用成本;

l 運(yùn)維簡化：數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案通常涉及到網(wǎng)絡(luò)側(cè)的協(xié)議部署，傳統(tǒng)的部署方式需要在網(wǎng)絡(luò)側(cè)實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)全連接配置，導(dǎo)致新增或刪除互聯(lián)站點(diǎn)時已有站點(diǎn)的配置也會受到影響。為簡化運(yùn)維，互聯(lián)方案需要實(shí)現(xiàn)Single-Sided部署，即新增或刪除互聯(lián)站點(diǎn)時已有站點(diǎn)的配置不受影響，降低運(yùn)維管理難度。

解困之術(shù)：EVN, 新一代二層互聯(lián)解決方案

現(xiàn)有的二層互聯(lián)技術(shù)存在建設(shè)耗時長、配置復(fù)雜等不足。EVN是華為基于多年來對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的理解和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)推出的新一代二層互聯(lián)方案，全稱是Ethernet Virtual Network, 它是一種以“MAC in IP”的Overlay方式構(gòu)建以太虛擬網(wǎng)絡(luò)的解決方案，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)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)只需要滿足IP可達(dá)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，能夠更好的滿足客戶在二層互聯(lián)部署中的實(shí)際需要。

1. 基于控制平面的MAC路由交換機(jī)制： 運(yùn)維簡化與5倍擴(kuò)展性

EVN方案創(chuàng)新性的引入了MAC路由概念，在數(shù)據(jù)中心PE(Provider Edge)設(shè)備之間運(yùn)行擴(kuò)展的BGP控制協(xié)議來交換MAC可達(dá)信息。傳統(tǒng)方式下，隨著互聯(lián)的數(shù)據(jù)中心越來越多，PE設(shè)備數(shù)量越來越多，PE全連接所帶來的配置工作量將非常繁重。同時，如果新增或者刪除一個數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)，其他已有站點(diǎn)的所有PE設(shè)備上的配置都需要重新調(diào)整，繁瑣且復(fù)雜，無法做到Single-Sided的簡單運(yùn)維部署。

基于控制平面BGP協(xié)議的EVN方案則可以很簡單的解決這個問題：即在所有PE設(shè)備上指定BGP Server，通過BGP Server來接收各個PE發(fā)出的MAC路由信息，并將其傳給其他PE設(shè)備。通過這種方式，每個站點(diǎn)的PE只需要與BGP Server交互，而無需與其他站點(diǎn)的PE設(shè)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(shè)備上的配置，真正實(shí)現(xiàn)了Single-Sided部署，大大簡化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)維難度，降低運(yùn)維成本。

同時，由于EVN方案控制平面采用BGP協(xié)議，BGP協(xié)議支持大規(guī)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(kuò)展性，最大能支持到32個數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)的互聯(lián)，是業(yè)界當(dāng)前水平的5倍;虛擬機(jī)數(shù)量最大能支持到256K，是業(yè)界當(dāng)前水平的16倍。由于具有良好的可擴(kuò)展性，華為EVN方案不僅適應(yīng)中小企業(yè)數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)，更能勝任大型、超大型數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)需求。

2. 基于VXLAN封裝的轉(zhuǎn)發(fā)平面：精細(xì)化的流量負(fù)載分擔(dān)

負(fù)載分擔(dān)是存在多條轉(zhuǎn)發(fā)路徑下提高鏈路利用率的有效手段。華為EVN數(shù)據(jù)中心二層互聯(lián)方案除了支持?jǐn)?shù)據(jù)中心CE(Customer Edge, 用戶邊緣設(shè)備)到PE以及PE之間在多條轉(zhuǎn)發(fā)路徑時的負(fù)載分擔(dān)，還支持?jǐn)?shù)據(jù)中心間承載網(wǎng)傳輸過程中的負(fù)載分擔(dān)，以形成從數(shù)據(jù)中心出-----承載網(wǎng)-----數(shù)據(jù)中心入的全網(wǎng)流量負(fù)載分擔(dān)方案，以更加高效的提升帶寬利用率，為客戶節(jié)省帶寬租用成本。

華為EVN二層互聯(lián)方案在轉(zhuǎn)發(fā)平面采用的是VXLAN格式的封裝，數(shù)據(jù)中心CE設(shè)備發(fā)送原始以太數(shù)據(jù)流到PE后，配置了EVN方案的PE設(shè)備會按一定規(guī)則給各個以太數(shù)據(jù)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(shè)備。 數(shù)據(jù)中心間承載網(wǎng)上的P設(shè)備接收報(bào)文后，如果發(fā)現(xiàn)到達(dá)目的IP存在多條等價路徑，則可利用UDP報(bào)文外層封裝的五元組信息將報(bào)文Hash到多條等價路徑之間進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)。對于常見的其他二層互聯(lián)方案，則不支持PE設(shè)備對以太數(shù)據(jù)流進(jìn)行精細(xì)化區(qū)分，承載網(wǎng)絡(luò)中P設(shè)備也就無法實(shí)現(xiàn)多條等價路徑上的負(fù)載分擔(dān)。這是華為EVN方案在流量負(fù)載分擔(dān)、提升帶寬利用率方面的獨(dú)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(jiān)實(shí)保證

為提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)組網(wǎng)中，通常會配置兩臺PE設(shè)備形成雙設(shè)備冗余部署。根據(jù)CE設(shè)備與PE設(shè)備之間流量轉(zhuǎn)發(fā)行為的不同，華為EVN二層互聯(lián)方案能同時支持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(dāng)前其他廠商無法實(shí)現(xiàn)的。

在Single-Active模式下，對于某個特定的VLAN，只有冗余組中的某個PE設(shè)備能從CE設(shè)備上接收流量或轉(zhuǎn)發(fā)流量到CE。而在All-Active冗余模式下，對于某個VLAN，冗余組中所有PE設(shè)備都能從CE接收流量或轉(zhuǎn)發(fā)流量到CE，實(shí)現(xiàn)在多條等價路徑情況下的按流負(fù)載分擔(dān)，可以有效提高冗余部署模式下的設(shè)備和鏈路利用率。

華為EVN方案是基于IP的數(shù)據(jù)中心二層互聯(lián)創(chuàng)新解決方案，它代表了當(dāng)前業(yè)界二層互聯(lián)技術(shù)的最新發(fā)展方向。EVN方案結(jié)合了控制平面基于BGP協(xié)議和數(shù)據(jù)平面基于VXLAN封裝所帶來的優(yōu)勢，具有優(yōu)良的高可擴(kuò)展性、高帶寬利用率和高可靠性，并在此基礎(chǔ)上集成了運(yùn)維簡化領(lǐng)域的創(chuàng)新，能全面應(yīng)對云計(jì)算時代數(shù)據(jù)中心二層互聯(lián)所面臨的需求和挑戰(zhàn)。