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简析数据中心三大Overlay技术

来源:互联网 编辑:admin 时间:2016-12-02

  搭建大规模的云计算环境需要数据中心突破多种技术难题,其中虚拟化云计算最为显著的特征。要满足虚拟机在数据中心任意网络位置之间都可以无感知迁移,就需要引入一些新的网络技术,Overlay技术就是在这样的背景下产生的。Overlay技术指的是一种网络架构上叠加的虚拟化技术模式,其大体框架是对基础网络不进行大规模修改的条件下,实现应用在网络上的承载,并能与其它网络业务分离,并且以基于IP的基础网络技术为主。Overlay可以理解是一种隧道封装技术,这样大家都不会陌生,像IPv4inIPv4、GRE、MPLS等都是典型的隧道技术,相当于直接在源网络和目标网络之间直接拉了一根“光纤”。不过,现有的这些隧道技术都是点到点的隧道协议,只能点对点建立隧道。Overlay技术是通过点到多点的隧道封装协议,完全忽略中间网络的结构和细节,把整个中间网络虚拟成一台“巨大无比的二层交换机”, 实现虚拟机在数据中心网络里随时随地迁移。同时,Overlay技术中采用扩展的隔离标识位数,能够突破VLAN的4094个数量限制,支持高达16M用户,并在必要时可将广播流量转化为组播流量,避免广播数据泛滥。Overlay网络可以分为网络Overlay,主机Overlay和混合式Overlay三大技术。

  网络Overlay

  网络Overlay指的是隧道封装在物理交换机上完成,通过控制协议对边缘的网络设备完成网络构建和扩展。网络Overlay是基于目前数据中心网络面临的问题而出现的,传统的网络普遍采用STP环网技术,后来出现了虚拟化,如今虚拟化技术已经飞入寻常数据中心中,但可以进行虚拟化的网络设备数量毕竟有限,对于大型的数据中心接入网络设备都会有数千台,为解决大规模环网问题出现了EVI、TRILL、VPLS、LISP、VXLAN等等新技术,其中Trill的升级版就是网络Overlay,网络Overlay依仗的主要技术就是VXLAN。在网络Overlay中,要求所有的物理接入交换机都能支持VXLAN,物理服务器支持SR-IOV功能,使虚拟机通过SR-IOV技术直接与物理交换机相连,虚拟机的流量在接入交换机上进行VXLAN报文的封装和卸载,对于非虚拟化服务器,直接连接支持VXLAN接入交换机,服务器流量在接入交换机上进行VXLAN报文封装和卸载。在VXLAN网络和VLAN网络之间要部署VXLAN GW交换机,实现VXLAN网络主机与VLAN网络主机之间的通信。目前,网络设备的主流芯片已经实现了VXLAN技术,对于在数据中心里部署网络Overlay提供了可能。网络Overlay的优势在于物理网络设备性能转发性能比较高,可以支持非虚拟化的物理服务器之间的组网互通。

  主机Overlay

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