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昆明网站运营,微商城建设购物网站,河南广企网络科技有限公司,南京小程序开发网站制数据中心外部连接性设计与实现1. 外部连接性概述数据中心为用户托管数据和应用程序#xff0c;而用户通常位于数据中心外部。因此#xff0c;数据中心的外部连接性设计至关重要#xff0c;它涉及到不同的放置选项和互连选项#xff0c;包括Layer 3和Layer 2的连接性选项。对…数据中心外部连接性设计与实现1. 外部连接性概述数据中心为用户托管数据和应用程序而用户通常位于数据中心外部。因此数据中心的外部连接性设计至关重要它涉及到不同的放置选项和互连选项包括Layer 3和Layer 2的连接性选项。对于不支持IP且通过Layer 2进行通信的应用程序也有相应的设计建议。2. 外部连接点边界节点在脊叶spine - leaf拓扑中外部互连点被称为边界节点。边界节点可以为基于VXLAN BGP EVPN的脊叶拓扑或网络结构提供Layer 2和Layer 3流量的外部连接性。它本身是一个VXLAN边缘设备托管VTEPVXLAN隧道端点用于封装和解封装源自或发往数据中心结构中边缘设备以下端点的外部VXLAN流量。边界节点与普通叶节点的主要区别在于边界节点通常没有直接连接的端点。这种角色分离简化了操作避免了在一组专用边缘设备即边界节点上加载过多功能。边界节点负责转发南北流量即从数据中心内部发往外部或反之的流量而东西流量数据中心内服务器之间的流量在叶交换机之间最优转发不经过边界节点。3. 边界节点的放置选项在脊叶拓扑中边界节点有两种放置选项边界脊border spine和边界叶border leaf。3.1 边界脊将边界节点放置在脊上对于南北流量的转发效率较高。当边界节点位于脊上时连接到叶的端点发往外部网络的所有流量只需一跳即可到达。在这种情况下脊和边界节点的功能结合在一起南北和东西流量的传输也结合起来。边界脊会成为一个配置为VTEP的VXLAN边缘设备用于封装和解封装南北流量的VXLAN流量。不过在边界脊上配置VTEP时需要考虑容量规划以容纳所有南北和东西流量。此外扩展带有边界节点的脊时需要增加外部连接接口和邻接关系以确保所有可用网络路径的可达性信息一致。对于需要Layer 2外部连接性的应用程序当需要超过两个脊时需要成对部署脊以实现Layer 2冗余。可以配置一对脊用于Layer 2外部连接以实现Layer 2流量的统一可达性或者通过vPC虚拟端口通道进行冗余的双归属连接。边界脊还可以启用其他服务如BGP路由反射器RR和组播会合点RP。3.2 边界叶将边界节点功能放在一个特殊的叶节点即边界叶上可以将南北和东西流量分离。在这种情况下脊不再执行VXLAN流量的封装或解封装因此不需要在脊上配置VTEP。边界叶托管VTEP负责提供外部连接性的流量封装和解封装即负责所有南北流量。这种选项从数据中心内部的角度减少了边界叶的容量规划要求只需要为南北流量进行容量规划。虽然部署边界叶会使南北流量多一跳但它的优点是流量分离清晰并且整个结构具有统一的可达性。对于需要Layer 2连接性和通过vPC进行双归属的应用程序需要考虑与边界脊情况相同的因素。与边界脊相比边界叶的功能较少简化了设计。而且边界叶不太可能托管BGP RR或组播RP因为在脊叶拓扑中脊是RR和RP放置的更好选择。以下是边界节点放置选项的对比表格| 放置选项 | 南北流量效率 | 功能复杂度 | VTEP配置 | 容量规划 | 适用场景 || ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- || 边界脊 | 高 | 高集成多种服务 | 脊上配置 | 需考虑南北和东西流量 | 大部分流量为南北流量的场景 || 边界叶 | 稍低多一跳 | 低功能分离 | 叶上配置 | 仅考虑南北流量 | 需要清晰分离南北和东西流量的场景 |4. 外部Layer 3连接性在将外部连接性放置在边界脊或边界叶后需要考虑将VXLAN BGP EVPN结构连接到外部网络。外部网络可能包括互联网、广域网、分支机构、其他数据中心或园区网络这些外部网络需要一组通用的协议进行通信。4.1 物理连接模型在将边界节点物理连接到外部网络时有两种主要的连接模型全网格full - mesh模型和U形U - shaped模型。全网格模型这是最常见和推荐的模型。在这种方法中每个边界节点都连接到每个边缘路由器。例如两个边界节点和两个边缘路由器需要四条链路来构建高度弹性的外部连接部署。全网格连接模型提供了任意到任意的连接性路由信息的交换是同步的。从路由角度看全网格连接可能看起来有点复杂但它是最简单和最具弹性的选项不需要边界节点之间进行额外的同步。而且在单链路故障的情况下不会出现流量黑洞只有当一个边界节点上的所有链路都丢失时才可能有50%的流量被黑洞。U形模型这是直连模型的更具弹性的演进。直连模型通常是单个边界节点连接到一个边缘路由器是将结构连接到外部网络的非冗余方式一般不推荐使用。在U形模型中两个边界节点和两个边缘设备使用直连方式连接。如果单链路或节点故障可能会有50%的流量被黑洞。为了防止这种情况需要在边界节点之间配置交叉链路并在交叉链路上建立路由对等会话以在边界节点和边缘路由器之间的直连上行链路故障时提供重定向路径。交叉链路提供了额外的网络流量路径而不需要全网格布线模型使边界节点和边缘路由器之间的直连看起来像一个“U”形。U形模型不需要条件通告VXLAN BGP EVPN结构内部的流量仍然可以到达两个边界节点然后直接或通过额外的交叉链路转发到外部网络。以下是两种物理连接模型的对比表格| 连接模型 | 链路数量 | 冗余性 | 配置复杂度 | 单链路故障影响 || ---- | ---- | ---- | ---- | ---- || 全网格模型 | 多如两个边界节点和两个边缘路由器需四条链路 | 高任意到任意连接 | 稍高 | 无流量黑洞 || U形模型 | 较少需额外交叉链路 | 适中避免基本故障时的流量黑洞 | 适中 | 可能有50%流量被黑洞 |4.2 VRF Lite/Inter - AS Option ABGP EVPN控制平面集成了Layer 3多租户功能。MP - BGP能够在单个BGP会话上跨VXLAN网络传输多个虚拟路由和转发VRF实例的信息。将VRF或VPN信息从基于VPN的地址族L2VPN EVPN网络传输到非EVPN网络的最简单选项是使用VRF Lite或Inter - AS Option A。使用VRF Lite时边界节点拥有所有VRF实例并将EVPN网络中相关的Layer 3前缀信息发送到各个VRF特定的路由表中然后通过适当的路由协议控制平面与外部路由器交换路由信息。除了每个VRF的静态路由支持外动态路由协议也有每个VRF的隔离从而形成每个VRF的路由协议实例。有几种路由协议可供选择由于网络结构已经使用了BGP重用相同的路由协议eBGP有很多好处如嵌入式通告不需要显式的协议重分发。BGP提供了自治系统的清晰分离使VXLAN BGP EVPN结构和外部路由域如广域网、园区网或其他外部网络之间能够进行结构化的交接。BGP还允许配置一组广泛的路由策略以操纵接收或通告的网络可达性信息。其他动态路由协议如OSPF、EIGRP、IS - IS和简单的静态路由也可以使用但由于这些协议与内部结构的覆盖控制协议BGP没有直接交互需要配置重分发才能进行正确的IP前缀信息交换。例如将iBGP IP前缀信息重分发到IS - IS、OSPF或EIGRP需要额外的配置在NX - OS中需要一个路由映射来匹配iBGP内部路由。示例代码如下route-map RM_iBGP_ALLOW permit 10 match route-type internal router ospf EXTERNAL vrf VRF-A redistribute bgp 65001 route-map RM_iBGP_ALLOW当通过适当的路由协议将iBGP IP前缀通告到外部网络时需要考虑对整个内部IP前缀空间进行汇总以提供主机路由/32或/128的覆盖。除了BGPIGP路由协议也有过滤功能在需要外部连接性时应考虑适当的路由过滤选项。在数据平面当使用边界节点和外部路由器之间的单个物理链路时可以使用IEEE 802.1Q标签为每个VRF分配唯一的标签以实现不同VRF数据流量的分离和隔离。实现VRF Lite有两种方法-配置Layer 3 VLAN接口SVI需要将物理接口配置为IEEE 802.1Qdot1q中继端口。SVI在每个VRF的基础上发起路由协议对等并作为路由的下一跳。这种方法允许使用Layer 2传输进行Layer 3路由和转发但不允许边界节点和外部路由器的两个网络域之间进行任何Layer 2控制平面信息交换。-在物理路由接口上配置子接口子接口只需要dot1q标签来标记属于特定VRF的流量物理接口上的Layer 2功能会自动禁用。子接口用于路由协议对等和下一跳可达性具有直接的接口到IP关系当接口关闭时会产生额外的信令从而关闭路由协议对等会话使流量收敛到备用路径。子接口信令检测可以实现双向转发检测BFD增强了在相应路由接口这里是子接口上启用的路由协议的故障切换检测。如果需要外部Layer 2连接性如数据中心互连DCI或Layer 4到7服务可以使用专用接口进行Layer 2连接并将这些接口配置为dot1q中继端口同时建议使用vPC实现Layer 2冗余。以下是使用子接口实现VRF Lite与BGP的示例代码# Subinterface Configuration interface Ethernet1/10 no switchport interface Ethernet1/10.1002 mtu 9216 encapsulation dot1q 1002 vrf member VRF-B ip address 10.2.2.1/30 no shutdown # eBGP Configuration router bgp 65501 vrf VRF-B address-family ipv4 unicast advertise l2vpn evpn aggregate-address 192.168.0.0/16 summary-only neighbor 10.2.2.2 remote-as 65599 update-source Ethernet1/10.1002 address-family ipv4 unicast对于基于VRF Lite的外部连接性建议使用子接口进行Layer 3连接和路由对等使用eBGP作为边界节点和外部路由器之间的路由协议。如果存在外部Layer 2连接性要求建议使用vPC实现Layer 2连接、多归属和高可用性。不过VRF - Lite选项在操作和技术上有优缺点具体取决于环境以及绿地设计与棕地集成的权衡。数据中心外部连接性设计与实现5. 外部连接性设计总结在设计数据中心的外部连接性时需要综合考虑多个因素包括边界节点的放置、物理连接模型以及Layer 3连接选项等。以下是一个决策流程图帮助我们根据不同的需求选择合适的设计方案graph TD; A[确定流量类型] -- B{主要为南北流量?}; B -- 是 -- C[考虑边界脊放置]; B -- 否 -- D[考虑边界叶放置]; C -- E{需要Layer 2外部连接?}; D -- E; E -- 是 -- F[成对部署脊或使用vPC实现Layer 2冗余]; E -- 否 -- G[正常配置边界节点]; F -- H[选择物理连接模型]; G -- H; H -- I{需要高冗余?}; I -- 是 -- J[选择全网格模型]; I -- 否 -- K[选择U形模型]; J -- L[考虑Layer 3连接选项]; K -- L; L -- M{需要多租户支持?}; M -- 是 -- N[选择VRF Lite/Inter - AS Option A]; M -- 否 -- O[选择其他合适的连接选项];6. 不同设计方案的优缺点分析为了更清晰地了解各种设计方案的特点我们对前面提到的边界节点放置、物理连接模型和Layer 3连接选项进行详细的优缺点分析如下表所示| 设计方案 | 优点 | 缺点 || ---- | ---- | ---- || 边界脊放置 | 南北流量转发效率高可集成多种服务如RR和RP | 功能复杂度高容量规划需考虑南北和东西流量 || 边界叶放置 | 南北和东西流量分离清晰容量规划仅考虑南北流量功能简化 | 南北流量多一跳效率稍低 || 全网格连接模型 | 高冗余单链路故障无流量黑洞路由信息同步 | 链路数量多配置复杂度稍高 || U形连接模型 | 相对较少链路避免基本故障时的流量黑洞配置适中 | 单链路或节点故障可能有50%流量被黑洞 || VRF Lite/Inter - AS Option A | 实现多租户功能支持多种路由协议可进行路由过滤 | 扩展性有限每个VRF需Layer 3接口和对等会话 |7. 实际应用中的注意事项在实际应用这些设计方案时还需要注意以下几点1.容量规划无论是边界脊还是边界叶都需要根据实际的流量情况进行合理的容量规划。特别是在边界脊上配置VTEP时要确保能够容纳所有南北和东西流量。2.路由协议配置选择合适的路由协议并正确配置路由信息的交换和过滤。例如在使用VRF Lite时要注意不同VRF之间的隔离和路由信息的汇总。3.Layer 2连接性如果需要外部Layer 2连接性要使用vPC实现冗余并合理配置dot1q中继端口。4.故障处理了解不同连接模型在故障情况下的表现制定相应的故障处理策略。例如在全网格模型中单链路故障不会影响流量转发但在U形模型中需要确保交叉链路的正常工作。8. 未来发展趋势随着数据中心规模的不断扩大和业务需求的不断变化外部连接性设计也将面临新的挑战和机遇。以下是一些未来可能的发展趋势1.更高的带宽需求随着数据量的增加对外部连接的带宽要求也会越来越高。未来可能需要采用更高速的网络技术和设备来满足这一需求。2.智能化的连接管理通过引入人工智能和自动化技术实现对外部连接的智能化管理包括自动配置、故障预测和优化等。3.多云和混合云连接越来越多的企业采用多云和混合云架构需要更灵活和高效的外部连接性设计来实现不同云环境之间的互联互通。4.安全性能提升随着网络安全威胁的增加对外部连接的安全性能要求也会越来越高。未来的设计需要更加注重数据的加密、访问控制和入侵检测等方面。总之数据中心的外部连接性设计是一个复杂而重要的领域需要综合考虑多个因素选择合适的设计方案并不断关注未来的发展趋势以确保数据中心能够高效、稳定地运行。希望本文的内容能够为相关领域的技术人员提供一些有价值的参考。