云数据中心大二层网络技术研究

大二层网络演绎

大二层网络演绎 （1）数据中心为什么需要大二层网络？ 在开始之前，首先要明确一点，大二层网络基本上都是针对数据中心场景的，因为它实际上就是为了解决数据中心的服务器虚拟化之后的虚拟机动态迁移这一特定需求而出现的。对于普通的园区网之类网络而言，大二层网络并没有特殊的价值和意义（除了某些特殊场景，例如WIFI漫游等等）。 所以，我们现在所说的大二层网络，一般都是指数据中心的大二层网络。 1传统数据中心网络架构 传统的数据中心网络通常都是二层+三层网络架构，如下图所示。 我们看到，这种网络架构其实和园区网等网络的架构是一样的，这种架构相当于零售行业的“加盟店”形式，而与之相对应的“三层到边缘”架构，以及我们下面要谈到的“大二层”架构，就相当于“直营店”了。

之所以采用这种网络架构，是因为这种架构非常成熟，相关的二三层网络技术（二层VLAN+xSTP、三层路由）都是成熟的技术，可以很容易的进行部署，也符合数据中心分区分模块的业务特点。 但是这种网络架构对于数据中心来说，其实是隐藏着一个弱点的，是什么呢？且容我卖个关子，后面再讲。 2服务器虚拟化趋势 由于传统的数据中心服务器利用率太低，平均只有10%～15%，浪费了大量的电力能源和机房资源。所以出现了服务器虚拟化技术。服务器虚拟化技术是把一台物理服务器虚拟化成多台逻辑服务器，这种逻辑服务器被称为虚拟机（VM），每个VM都可以独立运行，有自己的OS、APP，当前也有自己独立的MAC地址和IP地址，它们通过服务器内部的虚拟交换机（vSwitch）与外部实体网络连接。 通过服务器虚拟化，可以有效地提高服务器的利用率，降低能源消耗，降低客户的运维成本，所以虚拟化技术目前得到了广泛的应用。（至

集团云数据中心基础网络-详细规划设计

集团云数据中心基础网络详细规划设计

目录 1前言 (2) 1.1背景 (2) 1.2文档目的 (2) 1.3适用范围 (2) 1.4参考文档 (2) 2设计综述 (3) 2.1设计原则 (3) 2.2设计思路 (5) 2.3建设目标 (7) 3集团云计算规划 (8) 3.1整体架构规划 (8) 3.2网络架构规划 (8) 3.2.1基础网络 (9) 3.2.2云网络 (70)

1前言 1.1背景 集团信息中心中心引入日趋成熟的云计算技术，建设面向全院及国网相关单位提供云计算服务的电力科研云，支撑全院各个单位的资源供给、数据共享、技术创新等需求。实现云计算中心资源的统一管理及云计算服务统一提供；完成云计算中心的模块化设计，逐渐完善云运营、云管理、云运维及云安全等模块的标准化、流程化、可视化的建设；是本次咨询规划的主要考虑。 1.2文档目的 本文档为集团云计算咨询项目的咨询设计方案，将作为集团信息中心云计算建设的指导性文件和依据。 1.3适用范围 本文档资料主要面向负责集团信息中心云计算建设的负责人、项目经理、设计人员、维护人员、工程师等，以便通过参考本文档资料指导集团云计算数据中心的具体建设。 1.4参考文档 《集团云计算咨询项目访谈纪要》 《信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求》（GB/T 22239-2008） 《信息系统灾难恢复规范》（GB/T20988-2007） 《OpenStack Administrator Guide》（https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html,/） 《OpenStack High Availability Guide》（https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html,/） 《OpenStack Operations Guide》（https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html,/） 《OpenStack Architecture Design Guide》（https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html,/）

数据中心技术指针

中国数据中心技术指针 前言 第一章数据中心概述 本章节简介 随着世界向更加智能化、物联化、感知化的方向发展，数据正在以爆炸性的方式增长，大数据的出现正迫使企业不断提升自身以数据中心为平台的数据处理能力。同时，云计算、虚拟化等技术正不断为数据中心的发展带来新的推动力，并正在改变传统数据中心的模式。因此，企业需要关注优化IT和基础设施，应用灵活设计与自动化工具以及制定规划保证数据中心与业务目标保持一致，从而推动企业数据中心从为业务提供基础应用支持向提供战略性支持转变。数据中心(data center)通常是指对电子信息进行集中处理、存储、传输、交换、管理等功能和服务的物理空间。计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等通常被认为是数据中心的关键IT设备。关键IT设备安全运行所需要的物理支持，如供配电、制冷、机柜、消防、监控等系统通常被认为是数据中心关键物理基础设施。 本章节结构 1.1 数据中心功能的演进 1.2数据中心的建设基本内容 1. 3 数据中心建设原则与目标 1.4 参考法规 第二章数据中心分级与总体要求 本章节简介 数据中心是为数据信息提供传递、处理、存储服务的，因此必须非常可靠和安全，并可适应不断的增长与变化的要求。数据中心满足正常运行的要求与多个因素有关：地点、电源保证、网络连接、周边产业情况等，这些均与可靠性相关。可靠性是数据中心规划中最重要的一环。为了满足企业高效运作对于正常运行时间的要求，通信、电源、冷却、线缆与安全都是规划中需要考虑的问题。一个完整的、符合现在及将来要求的高标准数据中心，应满足需要一个满足进行数据计算、数据存储和安全联网设备安装的地方，并为所有设备运转提供所需的保障电力；在满足设备技术参数要求下，为设备运转提供一个温度受控的环境，并为所有数据中心内部和外部的设备提供安全可靠的网络连接，同时不会对周边环境产生各种各样的危害，并具有足够坚固的安全防范设施和防灾设施。 本章节结构 2.1 概述 2.2 数据中心的组成、分类和分级 2.3 数据中心供配电系统的特点及要求 2.4 数据中心空调系统特点及环境要求 2.5 数据中心的其他相关要求 2.6 数据中心网络规划设计方法论

TRILL大二层的网络方案

在云计算时代下，数据中心内部一般采用分布式架构处理海量数据存储、挖掘、查询、搜索等相关业务，服务器和服务器之间需要进行大量的协同工作，在服务器之间产生了大量的东西向流量。其次，数据中心普遍采用虚拟化技术，虚拟化的直接后果是使单位计算密度极大提升，物理服务器吞吐量将比虚拟化之前成数倍提升。还有为了更大幅度地增大数据中心内业务可靠性、降低IT成本、提高业务部署灵活性、降低运维成本高，需要虚拟机能够在整个数据中心范围内进行动态迁移。 上面这些是云计算时代下的数据中心业务需求，这些需求促进了数据中心网络架构的演进，催生了大二层网络架构的诞生，TRILL便是一种构建数据中心大二层组网的技术。 本文旨在分析云计算时代下数据中心对网络架构的需求，并提出华为基于TRILL的解决方案，帮助用户在建设数据中心网络时，能选择合适的网络解决方案以更好满足云计算业务需求。 云计算时代下数据中心对网络架构要求

? 虚拟机任意迁移 作为云计算的核心技术之一，服务器虚拟化已经得到越来越广泛的应用。为了更大幅度地增大数据中心内业务可靠性、降低IT成本、提高业务部署灵活性、降低运维成本高，需要虚拟机能够在整个数据中心范围内进行动态迁移，而不是局限在一个汇聚或接入交换机范围内进行迁移。 传统数据中心一般采用二层+三层组网架构，POD内采用二层组网，POD间通过三层网络进行互联。VM只能在一个POD内进行迁移，如果需要跨二层区域迁移，需要更改VM 的IP地址，如果没有负载均衡器LoadBalance屏蔽等手段，应用会中断。 在云计算时代，为提升大量闲置服务器的资源利用率，计算虚拟化技术已经逐步在IDC 进行应用。IDC运营商为了更充分的利用数据中心资源，VM需要更大的迁移范围，可以通过TRILL构建的大二层网络来实现。 ? 无阻塞、低延迟数据转发

智慧政务云数据中心总体架构设计

智慧政务云数据中心总体架构设计

目录 第一章、项目总体设计 (3) 1.1、项目设计原则 (3) 1.1.1、统一建设 (3) 1.1.2、相对独立 (3) 1.1.3、共建共享 (3) 1.1.4、安全可靠 (3) 1.2、建设思路 (4) 1.2.1、需求驱动 (4) 1.2.2、标准先行 (4) 1.2.3、围绕数据 (4) 1.2.4、逐步扩展 (4) 1.3、数据中心总体结构设计 (5) 1.3.1、总体逻辑体系结构 (8) 1.3.1.1、信息资源体系 (8) 1.3.1.2、支撑体系 (9) 1.3.1.3、标准规范体系 (9) 1.3.1.4、运行管理体系 (10) 1.3.1.5、安全保障体系 (10) 1.3.2、总体实施结构设计 (10) 1.3.2.1、数据中心交换共享平台及信息资源 (11) 1.3.2.2、数据接口系统区 (12) 1.3.2.3、各部门系统 (12) 1.3.2.4、综合应用 (12) 1.3.3、总体物理体系结构 (12)

第一章、项目总体设计 1.1、项目设计原则 1.1.1、统一建设 数据中心必须统一规范建设。通过制定统一的数据交换与共享标准，建设统一的数据共享与交换平台和统一的前置机接口系统，可以避免重复投资，降低接口的复杂性，有效实现数据中心与业务部门以及业务部门之间的数据共享与数据交换，消除社会保障系统范围内的“信息孤岛”，实现数据资源的互联互通。 1.1.2、相对独立 根据数据中心的功能定位，数据中心的建设和运作必须保持业务系统的相对独立性。为此采用松散耦合方式，通过在业务部门统一配置接口系统实现数据资源整合。 1.1.3、共建共享 一方面建设数据中心的目的是为了实现业务部门之间的数据共享。 另一方面，数据中心的数据来源于各个业务部门，因此数据中心的建设必须依靠各业务部门的积极参与和配合。 1.1.4、安全可靠 由于社会保障数据与广大社会保障对象的切身利益密切相关，所以数据中心的安全是非常重要的。因此，必须要做好系统的安全设计，防范各种安全风险，确保数据中心能够安全可靠的运行。同时数据中心必须采用成熟的技术和体系结构，采用高质量的产品，并且要具有一定的容灾功能。

课课家教育-云数据中心网络技术与设计视频课程

课课家教育-云数据中心网络技术与设计视频课程 分几大模块对数据中心网络进行讲解，同时附存储/虚拟化等方面视频，让大家对云数据中心有全面的认识。 「初识云计算与数据中心」「云数据中心网络技术」「大话网络虚拟化」「云数据中心网络设计」「华为数据中心网络技术简介」「华为HCIE DC 培训视频」 先分解数据中心网络技术，让大家熟悉常见的虚拟化、大二层、VxLAN等主流技术，再解释数据中心规划设计思路，并配上实际案例，让大家了解小型数据中心（100台服务器以下）、中型数据中心（500台服务器以下）、大型数据中心（500台规模以上）分别怎么进行设计，和相关网络/安全产品选型要点。 重点讲技术历史/原理，设计思路与方案，不会敲配置 A. 15-25 分钟讲解每个小技术，是什么，能解决什么问题 B. 华为官方视频，每个技术大概15分钟 C. 详尽辅助学习材料 【配置手册】华为官方配置手册CE12800等 14000页+ 【辅助视频】CCIE DC / HCIE DC（官方+培训机构视频）20G+ CCIE DC / HCIE DC（全套培训胶片） 【书籍】云计算数据中心网络技术.PDF H3C Roy

数据中心网络技术_红宝书.PDF 华为官方目录 章节1 课程简介 第1节 数据中心网络课程简介 章节2 初识云计算与数据中心 第1节 什么是云计算 第2节 云计算核心技术虚拟化 第3节 数据中心发展简史 第4节 数据中心分级与发展趋势 00:16:14 第5节 数据中心网络概况

00:15:14 章节3 大话网络虚拟化 第1节 网络虚拟化概述 00:15:35 第2节 控制平面多虚一（CSS_iStack_IRF_VSS等）00:24:08 第3节 数据层面多虚一 00:06:36 第4节 一虚多技术简介 00:06:40 章节4 数据中心大二层技术 第1节 数据中心大二层概述 00:14:15

数据中心虚拟化为何离不开大二层网络技术

数据中心虚拟化为何离不开大二层网络技术？ 一.为什么需要大二层? 1. 虚拟化对数据中心提出的挑战 传统的三层数据中心架构结构的设计是为了应付服务客户端-服务器应用程序的纵贯式大流量，同时使网络管理员能够对流量流进行管理。工程师在这些架构中采用生成树协议(STP)来优化客户端到服务器的路径和支持连接冗余。 虚拟化从根本上改变了数据中心网络架构的需求。最重要的一点就是，虚拟化引入了虚拟机动态迁移技术。从而要求网络支持大范围的二层域。从根本上改变了传统三层网络统治数据中心网络的局面。 2. 虚拟机迁移与数据中心二层网络的变化 在传统的数据中心服务器区网络设计中，通常将二层网络的范围限制在网络接入层以下，避免出现大范围的二层广播域。 如图1所示，由于传统的数据中心服务器利用率太低，平均只有10%～15%，浪费了大量的电力能源和机房资源。虚拟化技术能够有效地提高服务器的利用率，降低能源消耗，降低客户的运维成本，所以虚拟化技术得到了极大的发展。但是，虚拟化给数据中心带来的不仅是服务器利用率的提高，还有网络架构的变化。具体的来说，虚拟化技术的一项伴生技术—虚拟机动态迁移(如VMware的VMotion)在数据中心得到了广泛的应用。简单来说，虚拟机迁移技术可以使数据中心的计算资源得到灵活的调配，进一步提高虚拟机资源的利用率。但是虚拟机迁移要求虚拟机迁移前后的IP和MAC地址不变，这就需要虚拟机迁移前后的网络处于同一个二层域内部。由于客户要求虚拟机迁移的范围越来越大，甚至是跨越不同地域、不同机房之间的迁移，所以使得数据中心二层网络的范围越来越大，甚至出现了专业的大二层网络这一新领域专题。 3. 传统网络的二层为什么大不起来? 在数据中心网络中，“区域”对应VLAN的划分。相同VLAN内的终端属于同一广播域，具有一致的VLAN-ID，二层连通;不同VLAN内的终端需要通过网关互相访问，二层隔离，三层连通。传统的数据中心设计，区域和VLAN的划分粒度是比较细的，这主要取决于“需求”和“网络规模”。 传统的数据中心主要是依据功能进行区域划分，例如WEB、APP、DB，办公区、业务区、内联区、外联区等等。不同区域之间通过网关和安全设备互访，保证不同区域的可靠性、安全性。同时，不同区域由于具有不同的功能，因此需要相互访问数据时，只要终端之间能够通信即可，并不一定要求通信双方处于同一VLAN或二层网络。 传统的数据中心网络技术， STP是二层网络中非常重要的一种协议。用户构建网络时，为了保证可靠性，通常会采用冗余设备和冗余链路，这样就不可避免的形成环路。而二层网

大二层网络技术

1传统STP技术应用分析 ＳＴP就是IEEE 8０2、1D中定义得一个应用于以太网交换机得标准，这个标准为交换机定义了一组规则用于探知链路层拓扑,并对交换机得链路层转发行为进行控制.如果STP发现网络中存在环路，它会在环路上选择一个恰当得位置阻塞链路上得端口-—阻止端口转发或接收以太网帧,通过这种方式消除二层网络中可能产生得广播风暴。然而在实际部署中，为确保网络得高可用性，无论就是数据中心网络还就是园区网络，通常都会采用具有环路得物理拓扑,并采用STP阻塞部分端口得转发。对于被阻塞端口，只有在处于转发状态得端口及链路发生故障时,才可能被STＰ加入到二层数据帧得转发树中。 图１ STＰ引起得带宽利用率不足得问题 STP得这种机制导致了二层链路利用率不足，尤其就是在网络设备具有全连接拓扑关系时,这种缺陷尤为突出。如图１所示，当采用全网ＳTP二层设计时，STＰ将阻塞大多数链路,使接入到汇聚间带宽降至1／4，汇聚至核心间带宽降至1/8。这种缺陷造成越接近树根得交换机，端口拥塞越严重,造成得带宽资源浪费就越严重。 可见，STP可以很好地支持传统得小规模范围得二层网络,但在一些规模部署虚拟化应用得数据中心内（或数据中心之间),会出现大范围得二层网络,ＳTP在这样得网络中应用存在严重得不足.主要表现为以下问题(如图2所示).

图2 ＳＴＰ得低效路径问题示意图 １、低效路径 ?流量绕行N-1跳 ?路由网络只需N/2跳甚至更短 ２、带宽利用率低 ?阻断环路,中断链路 ?大量带宽闲置 ?流量容易拥塞 3、可靠性低 ?秒级故障切换 ?对设备得消耗较大 ４、维护难度大 ?链路引起拓扑变化复杂 ?容易引发广播风暴 ?配置、管理难度随着规模增加剧增 由于SＴP存在以上种种不足,其难以胜任大规模二层网络得管理控制. 2ＩRＦ技术应用分析 H３C IRF（Iｎｔelligent Resｉlｉent Ｆraｍewｏｒk）就是N：1网络虚拟化技术。IRF可将多台网络设备（成员设备）虚拟化为一台网络设备(虚拟设备)，并将这些设备作为单一设备管理与使用。 IＲＦ虚拟化技术不仅使多台物理设备简化成一台逻辑设备，同时网络各层之间得多条链路连接也将变成两台逻辑设备之间得直连，因此可以将多条物理链路进行跨设备得链路聚合，从而变成了一条逻辑链路，增加带宽得同时也避免了由多条物理链路引起得环路问题。如图3所示，将接入、汇聚与核心交换机两两虚拟化,层与层之间采用跨设备链路捆绑方式互联，整网物理拓扑没有变化,但逻辑拓

基于SDN的未来数据中心网络定稿版

基于S D N的未来数据中心网络精编W O R D 版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

基于S D N的未来数据中心网络伴随着互联网的高速发展，互联网数据中心也迅速发展。尤其是云计算的发展，使得更多的应用处理集中到云端，促使云计算数据中心的规模急剧增长。Google、微软、腾讯等互联网公司新建的云数据中心规模都超过10万台物理服务器。未来的互联网流量将以云计算数据中心为核心，未来的互联网将是以云计算数据中心为核心的网络。 数据中心网络面临的主要问题 随着数据中心规模的快速增长以及云计算的部署，在网络的管理、业务的支撑、绿色节能等方面对数据中心网络提出了很高的要求。●集中高效的网络管理要求大型云计算数据中心普遍具有数万台物理服务器和数十万台虚拟机。如此大规模的服务器群需要数千台的物理网络设备、数万台的vSwitch进行连接和承载。这样大规模的数据中心网络需要集中统一管理，以提高维护效率；需要快速的故障定位和排除，以提高网络的可用性。●高效灵活的组网需求云计算数据中心网络规模大，组网复杂，在网络设计时，为了保障网络的可靠性和灵活性，需要设计冗余链路，保护链路，部署相应的保护机制。在现有数据中心组网中大量采用的VRRP、双链路上联、SPT等技术，存在着网路利用率低、容易出现故障，且仅能实现局部保护的问题。●虚拟机的部署和迁移需求云计算数据中心部署了大量的虚拟机，并且虚拟机需要根据业务的需要进行灵活的迁移。这就需要数据中心网络能够识别虚拟机，根据虚拟机的部署和迁移灵活配合部署相应的网络策略。●虚拟多租户业务支撑要求云计算数据中心需要为用户提供虚拟私有云租用服务，租户需要可以配置自己的子网、虚拟机IP地址、ACL，管理自己的网络资源。需要数据中心网络支持虚拟多租户能力，支持大量的租户部署，实现租户的隔离和安全保障等。●全面的数据中心IaaS要求在云计算数据中心中，云计算技术的引入，实现了计算资源和存储资源的虚

数据中心建设架构设计

数据中心架构建设计方案建议书 1、数据中心网络功能区分区说明 1.1 功能区说明 图1：数据中心网络拓扑图 数据中心网络通过防火墙和交换机等网络安全设备分隔为个功能区：互联网区、应用服务器区、核心数据区、存储数据区、管理区和测试区。可通过在防火墙上设置策略来灵活控制各功能区之间的访问。各功能区拓扑结构应保持基本一致，并可根据需要新增功能区。 在安全级别的设定上，互联网区最低，应用区次之，测试区等，核心数据区和存储数据区最高。 数据中心网络采用冗余设计，实现网络设备、线路的冗余备份以保证较高的可靠性。 1.2 互联网区网络 外联区位于第一道防火墙之外，是数据中心网络的Internet接口，提供与Internet 高速、可靠的连接，保证客户通过Internet访问支付中心。 根据中国南电信、北联通的网络分割现状，数据中心同时申请中国电信、中国联通各1条Internet线路。实现自动为来访用户选择最优的网络线路，保证优质的网络访问服务。当1条线路出现故障时，所有访问自动切换到另1条线路，即实现线路的冗余备份。

但随着移动互联网的迅猛发展，将来一定会有中国移动接入的需求，互联区网络为未来增加中国移动（铁通）链路接入提供了硬件准备，无需增加硬件便可以接入更多互联网接入链路。 外联区网络设备主要有：2台高性能链路负载均衡设备F5 LC1600，此交换机不断能够支持链路负载,通过DNS智能选择最佳线路给接入用户,同时确保其中一条链路发生故障后,另外一条链路能够迅速接管。互联网区使用交换机可以利用现有二层交换机，也可以通过VLAN方式从核心交换机上借用端口。 交换机具有端口镜像功能，并且每台交换机至少保留4个未使用端口，以便未来网络入侵检测器、网络流量分析仪等设备等接入。 建议未来在此处部署应用防火墙产品，以防止黑客在应用层上对应用系统的攻击。 1.3 应用服务器区网络 应用服务器区位于防火墙内，主要用于放置WEB服务器、应用服务器等。所有应用服务器和web服务器可以通过F5 BigIP1600实现服务器负载均衡。 外网防火墙均应采用千兆高性能防火墙。防火墙采用模块式设计，具有端口扩展能力，以满足未来扩展功能区的需要。 在此区部署服务器负载均衡交换机，实现服务器的负载均衡。也可以采用F5虚拟化版本，即无需硬件，只需要使用软件就可以象一台虚拟服务器一样，运行在vmware ESXi上。 1.4 数据库区

云计算数据中心网络虚拟化技术

云计算数据中心网络虚拟化技术 Network1：VM 本地互访网络，边界是Access Switch ，包括物理服务器本机VM 互访和跨Access Switch 的不同物理服务器VM 互访两个层面。 Network2：Ethernet 与FC 融合，就是FCoE ，边界仍然是Access Switch 。 Network3：跨核心层服务器互访网络，边界是Access Switch 与Core Switch 。 Network4：数据中心跨站点二层网络，边界是Core Switch 。 Network5：数据中心外部网络，边界是Core Switch 与ISP IP 网络。 在大规模数据中心部署虚拟化计算和虚拟化存储以后，对网络产生了新的需求。 1) 虚拟机(VM)之间的互通，在DC 内部和DC 间任 意互通、迁移和扩展资源。 2) 更多的接口，更多的带宽，至少按照一万个万兆端口容量构建资源池。 3) 二层网络规模扩大，保证业务与底层硬件的透 明和随需部署。 4) 数据中心站点间二层互联，DC 资源整合，地域 无差别，构建真正的大云。 5) 服务器前后端网络融合，DC 内部网络整合。 李 明 杭州华三通信技术有限公司 杭州 100052 摘　要 云计算带来的超大规模数据中心建设，对数据中心网络提出了新的需求，网络虚拟化技术是解决这些新需求的有效手段，通过系统论述数据中心网络虚拟化技术中涉及的控制平面虚拟化技术和数据平面虚拟化技术，分析了业界主要厂商的技术实现和新的虚拟化标准协议的技术原理，为数据中心网络虚拟化技术的发展提出了一个较为清晰的演进路径。 关键词 云计算；数据中心；网络虚拟化技术 云计算最重要的技术实现就是虚拟化技术，计算虚拟化商用的解决方案得到了较成熟的应用，而存储虚拟化已经在SAN 上实现得很好了，在网络虚拟化技术方面，业界主流厂商都提出了自己的解决方案，本文分析了数据中心中网络虚拟化的实现相关技术和发展思路。 最早的网络虚拟化技术代表是交换机集群Cluster 技术，多以盒式小交换机为主，当前数据中心里面已经很少见了。而新技术则主要分为两个方向，控制平面虚拟化与数据平面虚拟化。在探讨网络虚拟化技术之前，先定义一下云计算数据中心各种网络类型，数据中心网络流量的根本出发点是Server ，结合云计算最适合的核心-接入二层网络结构，各种网络分类如图1所示。 Client Network5 Network4 Network3 Network2Network Core Layer Access Layer Physical Server(PS) VM/PS VM VM VM/PS DC Sitel DC Site2 图1 网络分类

云数据中心架构

云计算下的数据中心架构 来源：机房360 作者：程应军陈鹰更新时间：2011-12-26 10:13:15 摘要：目前最引人关注的的IT 概念非“云计算”莫属，云计算已经成为当今IT 界乃至全球商界最为津津乐道的一个新概念。云计算是指利用大规模的数据中心或超级计算机集群，通过互联网将计算资源免费或按需租用方式提供给使用者。 云计算的一个重要应用在于由第三方机构提供云计算数据中心，并为大量的中小企业提供远程共享式的云计算应用服务。使得这些企业不需要建设自己的数据中心就可以使用所需的计算资源，实现成本最优化、资源共享最大化。 云计算，应当高度贴合网络未来更高层次的发展趋势，着力于提高网络数据处理和存储能力，致力于低碳高效的利用基础资源。具体而言，应着重从高端服务器、高密度低成本服务器、海量存储设备和高性能计算设备等基础设施领域提高云计算数据中心的数据处理能力。云计算要求基础设施具有良好的弹性、扩展性、自动化、数据移动、多租户、空间效率和对虚拟化的支持。那么，云计算环境下的数据中心基础设施各部分的架构应该是什么样的 呢？ 1、云计算数据中心总体架构 云计算架构分为服务和管理两大部分。在服务方面，主要以提供用户基于云的各种服务为主，共包含3个层次：基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS。在管理方面，主要以云的管理层为主，它的功能是确保整个云计算中心能够安全、稳定地运行，并且能够被有效管理。其总体架构如下图。

2、云计算机房架构 根据长城电子公司多年的经验，为满足云计算服务弹性的需要，云计算机房采用标准化、模块化的机房设计架构。模块化机房包括集装箱模块化机房和楼宇模块化机房。集装箱模块化机房在室外无机房场景下应用，减轻了建设方在机房选址方面的压力，帮助建设方将原来半年的建设周期缩短到两个月，而能耗仅为传统机房的50％，可适应沙漠炎热干旱地区和极地严寒地区的极端恶劣环境。楼宇模块化机房采用冷热风道隔离、精确送风、室外冷源等领先制冷技术，可适用于大中型数据中心的积木化建设和扩展。 3、云计算网络系统架构 网络系统总体结构规划应坚持区域化、层次化、模块化的设计理念，使网络层次更加清楚、功能更加明确。数据中心网络根据业务性质或网络设备的作用进行区域划分，可从以下几方面的内容进行规划。 1）按照传送数据业务性质和面向用户的不同，网络系统可以划分为内部核心网、远程业务专网、公众服务网等区域。 2）按照网络结构中设备作用的不同，网络系统可以划分为核心层、汇聚层、接入层。 3）从网络服务的数据应用业务的独立性、各业务的互访关系及业务的安全隔离需求综合考虑，网络系统在逻辑上可以划分为存储区、应用业务区、前置区、系统管理区、托管区、

IDC网络技术方案

江苏有线昆山ＩDC网络技术方案 1.1 数据中心网络建设需求 1.1.1现有IDC机房网络分析 江苏有线昆山分公司现有数据中心机房网络采用传统以太网技术构建,基础架构为二层组网结构,核心设备为一台华为NE80路由器,接入交换机为各种主流品牌交换机(H3C,HUAＷEI,DLINＫ等),网管与非网管交换机都有。随着各类业务应用对业务需求得深入发展,业务部门对资源得需求正以几何级数增长,传统得IT 基础架构方式给管理员与未来业务得扩展带来巨大挑战。具体而言存在如下问题: ●维护管理难:在传统构架得网络中进行业务扩容、迁移或增加新得服务 功能越来越困难,每一次变更都将牵涉相互关联得、不同时期按不同初衷 建设得多种物理设施,涉及多个不同领域、不同服务方向,工作繁琐、维 护困难,而且容易出现漏洞与差错、比如数据中心新增加一个业务类型, 需要调整新得应用访问控制需求,此时管理员不仅要了解新业务得逻辑 访问策略,还要精通物理得防火墙实体得部署、连接、安装,要考虑就是 增加新得防火墙端口、还就是需要添置新得防火墙设备,要考虑如何以及 何处接入,有没有相应得接口,如何跳线,以及随之而来得ＶＬAN、路由等 等。当这样得网络资源需求在短期内累积,将极易在使得系统维护得质量 与稳定性下降,同时反过来减慢新业务得部署,进而阻碍公司业务得推进 与发展。 ●资源利用率低:传统架构方式对底层资源得投入与在上层业务所收到得 效果很难得到同比发展,最普遍得现象就就是忙得设备不堪重负,闲得设 备资源储备过多,二者相互之间又无法借用与共用、这就是由于对底层网 络建设就是以功能单元为中心进行建设得,并不考虑上层业务对底层资 源调用得优化,这使得对网络得投入往往无法取得同样得业务应用效果 得改善,反而浪费了较多得资源与维护成本、 ●服务策略不一致:传统架构最严重得问题就是这种以孤立得设备功能为 中心得设计思路无法真正从整个系统角度制订统一得服务策略,比如安 全策略、高可用性策略、业务优化策略等等,造成跨平台策略得不一致性, 从而难以将所投入得产品能力形成合力为上层业务提供强大得服务支 撑。

大二层网络技术

大二层网络技术背景及主要技术方向 一、为什么需要大二层 传统的三层数据中心架构结构的设计是为了应付服务客户端-服务器应用程序的纵贯式大流量，同时使网络管理员能够对流量流进行管理。工程师在这些架构中采用生成树协议(STP)来优化客户端到服务器的路径和支持连接冗余，通常将二层网络的范围限制在网络接入层以下，避免出现大范围的二层广播域； 虚拟化从根本上改变了数据中心网络架构的需求，既虚拟化引入了虚拟机动态迁移技术。从而要求网络支持大范围的二层域。从根本上改变了传统三层网络统治数据中心网络的局面。具体的来说，虚拟化技术的一项伴生技术—虚拟机动态迁移（如VMware的VMotion）在数据中心得到了广泛的应用，虚拟机迁移要求虚拟机迁移前后的IP和MAC地址不变，这就需要虚拟机迁移前后的网络处于同一个二层域内部。由于客户要求虚拟机迁移的范围越来越大，甚至是跨越不同地域、不同机房之间的迁移，所以使得数据中心二层网络的范围越来越大，甚至出现了专业的大二层网络这一新领域专题。 【思考1、IP及MAC不变的理由：对业务透明、业务不中断】【思考2、IP及MAC不变，那么为什么必须是二层域内？IP不变，那么就不能够实现基于IP的寻址（三层），那么只

能实现基于MAC的寻址，既二层寻址，大二层，顾名思义，此是二层网络，根据MAC地址进行寻址】 传统网络的二层为什么大不起来 在数据中心网络中，“区域”对应VLAN的划分。相同VLAN 内的终端属于同一广播域，具有一致的VLAN-ID，二层连通；不同VLAN内的终端需要通过网关互相访问，二层隔离，三层连通。传统的数据中心设计，区域和VLAN的划分粒度是比较细的，这主要取决于“需求”和“网络规模”。 传统的数据中心主要是依据功能进行区域划分，例如WEB、APP、DB，办公区、业务区、内联区、外联区等等。不同区域之间通过网关和安全设备互访，保证不同区域的可靠性、安全性。同时，不同区域由于具有不同的功能，因此需要相互访问数据时，只要终端之间能够通信即可，并不一定要求通信双方处于同一VLAN或二层网络。 传统的数据中心网络技术， STP是二层网络中非常重要的一种协议。用户构建网络时，为了保证可靠性，通常会采用冗余设备和冗余链路，这样就不可避免的形成环路。而二层网络处于同一个广播域下，广播报文在环路中会反复持续传送，形成广播风暴，瞬间即可导致端口阻塞和设备瘫痪。因此，为了防止广播风暴，就必须防止形成环路。这样，既要防止形成环路，又要保证可靠性，就只能将冗余设备和冗余链路变成备份设备和备份链路。即冗余的设备端口和链路

基于SDN的未来数据中心网络

基于S D N的未来数据中 心网络 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

基于SDN的未来数据中心网络 伴随着互联网的高速发展，互联网数据中心也迅速发展。尤其是云计算的发展，使得更多的应用处理集中到云端，促使云计算数据中心的规模急剧增长。Google、微软、腾讯等互联网公司新建的云数据中心规模都超过10万台物理服务器。未来的互联网流量将以云计算数据中心为核心，未来的互联网将是以云计算数据中心为核心的网络。 数据中心网络面临的主要问题 随着数据中心规模的快速增长以及云计算的部署，在网络的管理、业务的支撑、绿色节能等方面对数据中心网络提出了很高的要求。 ●集中高效的网络管理要求 大型云计算数据中心普遍具有数万台物理服务器和数十万台虚拟机。如此大规模的服务器群需要数千台的物理网络设备、数万台的vSwitch进行连接和承载。这样大规模的数据中心网络需要集中统一管理，以提高维护效率；需要快速的故障定位和排除，以提高网络的可用性。 ●高效灵活的组网需求

云计算数据中心网络规模大，组网复杂，在网络设计时，为了保障网络的可靠性和灵活性，需要设计冗余链路，保护链路，部署相应的保护机制。在现有数据中心组网中大量采用的VRRP、双链路上联、SPT等技术，存在着网路利用率低、容易出现故障，且仅能实现局部保护的问题。 ●虚拟机的部署和迁移需求 云计算数据中心部署了大量的虚拟机，并且虚拟机需要根据业务的需要进行灵活的迁移。这就需要数据中心网络能够识别虚拟机，根据虚拟机的部署和迁移灵活配合部署相应的网络策略。 ●虚拟多租户业务支撑要求 云计算数据中心需要为用户提供虚拟私有云租用服务，租户需要可以配置自己的子网、虚拟机IP地址、ACL，管理自己的网络资源。需要数据中心网络支持虚拟多租户能力，支持大量的租户部署，实现租户的隔离和安全保障等。 ●全面的数据中心IaaS要求 在云计算数据中心中，云计算技术的引入，实现了计算资源和存储资源的虚拟化，为用户提供了计算资源和存储资源的IaaS服务，但目前网络资源还无法虚拟化按需提供，难以提供计算资源+存储资源+网络资源的全面IaaS服务。

数据中心网络的体系结构

软件学报 ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW Journal of Software,2013,24(2):295?316 [doi: 10.3724/SP.J.1001.2013.04336] ?中国科学院软件研究所版权所有 .
E-mail: jos@https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html, https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html, Tel/Fax: +86-10-62562563
数据中心网络的体系结构
?
魏祥麟 1,2, 陈 鸣 2, 范建华 1, 张国敏 2, 卢紫毅 1
1 2
(南京电讯技术研究所,江苏 南京
210007) 210007)
(解放军理工大学 指挥信息系统学院,江苏 南京
通讯作者 : 魏祥麟 , E-mail: wei_xianglin@https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html,
摘
要:
在新的应用模式下,传统层次结构数据中心网络在规模、带宽、扩展性和成本方面存在诸多不足.为了适
应新型应用的需求,数据中心网络需要在低成本的前提下,满足高扩展性、低配置开销、健壮性和节能的要求.首先, 概述了传统数据中心网络体系结构及其不足,并指出了新的需求;其次,将现有方案划分为两类,即以网络为中心和 以服务器为中心的方案;然后,对两类方案中的代表性结构进行了详细的综述和对比分析;最后指出了数据中心网络 未来的发展方向. 关键词: 数据中心;网络;体系结构;拓扑;路由 中图法分类号: TP393 文献标识码: A
中文引用格式 : 魏祥麟 ,陈鸣 ,范建华 ,张国敏 ,卢紫毅 .数据中心网络的体系结构 .软件学报 ,2013,24(2):295?316. http://www.jos. https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html,/1000-9825/4336.htm 英文引用格式 : Wei XL, Chen M, Fan JH, Zhang GM, Lu ZY. Architecture of the data center network. Ruanjian Xuebao/Journal of Software, 2013,24(2):295?316 (in Chinese). https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html,/1000-9825/4336.htm
Architecture of the Data Center Network
WEI Xiang-Lin1,2,
1 2
CHEN Ming2,
FAN Jian-Hua1,
ZHANG Guo-Min2,
LU Zi-Yi1
(Nanjing Telecommunication Technology Research Institute, Nanjing 210007, China) (College of Command Information Systems, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China)
Corresponding author: WEI Xiang-Lin, E-mail: wei_xianglin@https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html, Abstract: Under the new application mode, the traditional hierarchy data centers face several limitations in size, bandwidth, scalability,
and cost. In order to meet the needs of new applications, data center network should fulfill the requirements with low-cost, such as high scalability, low configuration overhead, robustness and energy-saving. First, the shortcomings of the traditional data center network architecture are summarized, and new requirements are pointed out. Secondly, the existing proposals are divided into two categories, i.e. server-centric and network-centric. Then, several representative architectures of these two categories are overviewed and compared in detail. Finally, the future directions of data center network are discussed. Key words: data center; network; architecture; topology; route
信息服务的集约化、社会化和专业化发展使得因特网上的应用、计算和存储资源向数据中心迁移.商业化 的发展促使了承载上万甚至超过 10 万台服务器的大型数据中心的出现.截至 2006 年,Google 在其 30 个数据中 心拥有超过 45 万台服务器,微软和雅虎在其数据中心的服务器数量也达到数万台[1].随着规模的扩大,数据中心 不仅承载了传统的客户机/服务器应用,而且承载了包括 GFS 和 MapReduce 在内的新应用[2].这种趋势一方面突
?
基金项目 : 国家自然科学基金 (61070173, 61103225, 61201216); 国家重点基础研究发展计划 (973)(2012CB315806); 中国博士 收稿时间 : 2012-08-09; 定稿时间 : 2012-10-19; jos 在线出版时间 : 2012-11-23 CNKI 网络优先出版 : 2012-11-23 12:17, https://www.wendangku.net/doc/5113900197.html,/kcms/detail/11.2560.TP.20121123.1217.006.htm
后科学基金 (201150M1512); 江苏省自然科学基金 (BK2010133); 国防科技重点实验室基金 (9140C020302110C0206)

大二层网络技术教学提纲

大二层网络技术

大二层网络技术背景及主要技术方向 一、为什么需要大二层 传统的三层数据中心架构结构的设计是为了应付服务客户端-服务器应用程序的纵贯式大流量，同时使网络管理员能够对流量流进行管理。工程师在这些架构中采用生成树协议(STP)来优化客户端到服务器的路径和支持连接冗余，通常将二层网络的范围限制在网络接入层以下，避免出现大范围的二层广播域； 虚拟化从根本上改变了数据中心网络架构的需求，既虚拟化引入了虚拟机动态迁移技术。从而要求网络支持大范围的二层域。从根本上改变了传统三层网络统治数据中心网络的局面。具体的来说，虚拟化技术的一项伴生技术—虚拟机动态迁移（如VMware的VMotion）在数据中心得到了广泛的应用，虚拟机迁移要求虚拟机迁移前后的IP 和MAC地址不变，这就需要虚拟机迁移前后的网络处于同一个二层域内部。由于客户要求虚拟机迁移的范围越来越大，甚至是跨越不同地域、不同机房之间的迁移，所以使得数据中心二层网络的范围越来越大，甚至出现了专业的大二层网络这一新领域专题。 【思考1、IP及MAC不变的理由：对业务透明、业务不中断】

【思考2、IP及MAC不变，那么为什么必须是二层域内？IP不变，那么就不能够实现基于IP的寻址（三层），那么只能实现基于MAC的寻址，既二层寻址，大二层，顾名思义，此是二层网络，根据MAC地址进行寻址】 传统网络的二层为什么大不起来 在数据中心网络中，“区域”对应VLAN的划分。相同VLAN内的终端属于同一广播域，具有一致的VLAN-ID，二层连通；不同VLAN内的终端需要通过网关互相访问，二层隔离，三层连通。传统的数据中心设计，区域和VLAN的划分粒度是比较细的，这主要取决于“需求”和“网络规模”。 传统的数据中心主要是依据功能进行区域划分，例如WEB、APP、DB，办公区、业务区、内联区、外联区等等。不同区域之间通过网关和安全设备互访，保证不同区域的可靠性、安全性。同时，不同区域由于具有不同的功能，因此需要相互访问数据时，只要终端之间能够通信即可，并不一定要求通信双方处于同一VLAN或二层网络。 传统的数据中心网络技术， STP是二层网络中非常重要的一种协议。用户构建网络时，为了保证可靠性，通常会采用冗余设备和冗余链路，这样就不可避免的形成环路。而二层网络处于同一个广播域下，广播报文在环路中会反复持续传送，形成广播风暴，瞬间即可导致端口阻塞