数据中心网络五大类新技术揭秘

　　网络是数据中心不可缺少的最重要的一部分，网络技术的目的就是实现不同类型设备、不同位置的设备实现互联。然而随着云计算、大数据、虚拟化技术的普及，传统的数据中心网络技术早已无法满足这些新技术的部署需求。数据中心网络迎来了变革，各种新技术如雨后春笋般出现：VXLAN、FCOE、VEB、LISP、THRLL等等，这些新技术让人看得演化缭乱，更多的人根本不清楚这些技术主要是为了解决数据中心的哪些问题，这些技术的差别在哪里。本文就将这些新的网络技术做个分类，让大家清楚这些技术究竟是解决数据中心可能出现的哪类问题的，这些技术的细节将不再本文的讨论范围之内，可以在网络上搜索这些技术词语，都会有很多关于这些技术的解释，本文主要是对这些技术的区别及应用范围做阐述，起到画龙点睛的作用。

　　新一代数据中心最突出的特点就是虚拟化，尤其是服务器业务的虚拟化，已经无处不在。我们知道一个服务器的网卡数量是有限的，但是一下子虚拟化出来了几十个操作系统，那么在网络部分可以区分开就是个问题。还有虚拟化可以由处于不同位置的服务器之间完成，以便保证业务的平滑变化，有的甚至是在两个不同的数据中心之间完成的虚拟化，这样就可以完成业务在不同数据中心之间的平滑过渡。为了实现这些业务，就需要网络运行特殊的技术才能完成。根据业务所处位置的不同，可以将数据中心的网络技术分为五大类：同一站点内的VM互访；VM 与存储之间互访；跨核心层的VM互访；跨站点L2互访；多站点之间互访，下面依次看看这五种互访涉及的网络新技术。

　　同一站点内的VM互访

　　同一站点内的VM互访，网络要解决的问题就是虚拟机与物理网络硬件的映射关系。如今这种技术发展了两种技术：软件VEB技术和硬件VEB技术。软件 VEB主要包括VMware公司主导的vSwitch技术，硬件VEB则又分为两个部分：服务器厂商主导的802.1Qbg技术：VEB、VEPA、Multi-Channel。交换机厂商主导的802.1Qbh技术，802.1BR，VN-Tag技术，这三种技术最先都是由思科提出来的，802.1Qbh已经终止，由802.1BR取代，转发方式和Multi-Channel类似。VN-Tag也是思科私有协议，格式却与802.1BR有很大不同，通过定义的VN-Tag来标识VM连续的通道和映射到Switch的vPort。

　　VM 与存储之间互访

　　实现VM与存储互访的技术众所周知就是FCoE技术，FCoE技术又分为CP和DP。CP方式主流技术采用的是FIP方式，建立端到端的存储通道，有三种端口定义，四个注册阶段，对互访做了详实定义。DP方式实际应用比较广泛，主要有802.1Qbb，802.1Qaz，802.1Qav三个标准，报文格式以太类型是0x8906，格式是L2+FC。802.1Qbb解决了FCoE零丢包，802.1Qaz是QOS拥塞调度，802.1Qav是冲突阶段的处理QCN技术。

　　跨越核心网络的VM互访

　　实现跨越核心网络的VM互访技术也分为两大类：CP虚拟化和DP虚拟化。CP虚拟化是设备内部的虚拟化技术，包括有VSS（思科），IRF（HP），vPC（VMware）。DP虚拟化包括TRILL和SPB。TRILL是新一代二层环路协议标准，思科的私有协议FabricPath与此类似，其在原始报文之前增加了一个6字节的TRILL头，通过ISIS学习NickName，并生成拓扑。SPB里的SPBV实际就是VLAN QINQ技术，SPBM则是一种新的二层环路协议技术，标准是802.1aq，也采用ISIS协议维护邻居状态。不管是TRILL还是SPB技术，最大的特点都是不存在阻塞的链路，网络带宽没有浪费。同时支持的网络规模可以很大，原始的STP/RRPP等环路协议当网络节点达到数十个甚至数百个时，网络计算收敛的速度是非常缓慢的，而TRILL和SPB则不是这样，网络规模的扩大耗费的计算时间很少。

　　跨站点L2互访

　跨站点L2互访意味着这个L2访问只是一个虚拟的二层访问，实际跨站点访问意味着物理上是三层的环境。传统的技术主要有光纤直连，直接通过SDH或DWNM广域网技术实现互访，也可以通过MPLS技术实现互访：VLL和VPLS。新一代的网络技术出现了各种新的跨站点L2技术：L2TPv3，VPLSoGRE，VLLoGRE，VXLAN，NVGRE，OTV，其中以VXLAN和OTV技术得到的认可最为广泛。VXLAN是2012年思科和VMware提出的，找出了MAC、VNI、VTEP三者映射关系。VTEP是VXLAN的隧道终点，VNI是VXLAN的网络ID。VXLAN也是一种隧道封装技术，通过8字节的VXLAN对原始报文进行封装，从而完成跨站点的L2转发。OTV又是思科的私有技术，通过ISIS协议交换MAC信息，对STP的隔离，未知单播抑制等进行了优化，在思科的N7K设备上已经实现。

　　多站点之间互访

　　多站点之间的互访传统的方式就是通过DNS解析或者路由学习完成，新一代的网络技术典型代表是LISP技术，这又是思科的私有技术，LISP是一个为云路由的协议，解决了虚拟机移动领域的一大难题。LISP允许一个子网的虚拟机成员，当虚拟移动到网络任何地方，同时保留其IP地址不变，无需在主机的任何变化，但网络访问可以定位其精确位置并实现最优路由，同时保持网络的稳定性和高可扩展性。如今的LISP也指是一种名址分离的网络协议，原有的网络IP地址被分成EID和RLOC，EID用于标志主机，RLOC用于全网路由，名址分离网络自然会引入“名”与“址”的映射。

　　不难发现不管哪类网络新技术，都有思科的身影，足可见思科的网络技术实力，尤其很多技术都是思科首先提出来然后形成的标准。这些新的网络技术出现的本质就是为了满足虚拟机的无感知迁移，虚拟机可以跨越不同的网络设备、不同的机房以及不同的数据中心，还需要支持移动互联。正是这些新的应用需求催生了这样一批新的网络技术，随着云计算、大数据、虚拟化的逐渐落地，必将会有更多的新的网络技术出现。