數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計方案(已修改)
2025-05-22 05:51 本頁面
【正文】 數(shù)據(jù)中心高可用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)中心作為承載企業(yè)業(yè)務(wù)的重要IT基礎(chǔ)設(shè)施，承擔著穩(wěn)定運行和業(yè)務(wù)創(chuàng)新的重任。伴隨著數(shù)據(jù)的集中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)及運維給信息部門帶來了巨大的壓力，“數(shù)據(jù)集中就意味著風險集中、響應(yīng)集中、復雜度集中……”，數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障的情況幾乎不可避免。因此，數(shù)據(jù)中心解決方案需要著重關(guān)注如何盡量減小數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障后對企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)造成的影響。為了實現(xiàn)這一目標，首先應(yīng)該要了解企業(yè)數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障的類型以及該類型故障產(chǎn)生的影響。影響數(shù)據(jù)中心的故障主要分為如下幾類：w 硬件故障w 軟件故障w 鏈路故障w 電源/環(huán)境故障w 資源利用問題w 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題本文針對網(wǎng)絡(luò)的高可用設(shè)計做詳細的闡述。高可用數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計思路數(shù)據(jù)中心的故障類型眾多，但故障所導致的結(jié)果卻大同小異。即數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備、鏈路或server發(fā)生故障，無法對外提供正常服務(wù)。緩解這些問題最簡單的方式就是冗余設(shè)計，可以通過對設(shè)備、鏈路、Server提供備份，從而將故障對用戶業(yè)務(wù)的影響降低到最小。但是，一味的增加冗余設(shè)計是否就可以達到緩解故障影響的目的？有人可能會將網(wǎng)絡(luò)可用性與冗余性等同起來。事實上，冗余性只是整個可用性架構(gòu)中的一個方面。一味的強調(diào)冗余性有可能會降低可用性，減小冗余所帶來的優(yōu)點，因為冗余性在帶來好處的同時也會帶來一些如下缺點：w 網(wǎng)絡(luò)復雜度增加w 網(wǎng)絡(luò)支撐負擔加重w 配置和管理難度增加因此，數(shù)據(jù)中心的高可用設(shè)計是一個綜合的概念。在選用高可靠設(shè)備組件、提高網(wǎng)絡(luò)的冗余性的同時，還需要加強網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及協(xié)議部署的優(yōu)化，從而實現(xiàn)真正的高可用。設(shè)計一個高可用的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，可參考類似OSI七層模型，在各個層面保證高可用，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高可用，如圖1所示。圖1 數(shù)據(jù)中心高可用系統(tǒng)設(shè)計層次模型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)高可用設(shè)計企業(yè)在進行數(shù)據(jù)中心架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計時，一般需要按照模塊化、層次化原則進行，避免在后續(xù)規(guī)模越來越大的情況再進行大規(guī)模的整改，造成時間與投資浪費。模塊化設(shè)計模塊化設(shè)計是指在對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的應(yīng)用進行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列功能模塊，模塊之間松耦合，力求在滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用要求的基礎(chǔ)上使網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠、易于擴展、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護。不同企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)可能有一定的差異。在網(wǎng)絡(luò)層面，根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的重要性、流量特征和用戶特征的不同，可大致分為以下幾個區(qū)域，如圖2所示。圖2 企業(yè)數(shù)據(jù)中心典型模塊劃分需注意幾下幾點：1) 企業(yè)園區(qū)網(wǎng)核心與數(shù)據(jù)中心核心分離，各司其職園區(qū)網(wǎng)核心主要承接縱向流量和用戶的接入控制（DHCP、認證等）；數(shù)據(jù)中心核心主要承接服務(wù)器間的流量(橫向流量居多)。數(shù)據(jù)中心核心交換機上盡可能少的部署策略和配置，保證其互連互通的高可靠、高性能，同時在擴展新的模塊時力求達到核心設(shè)備配置的零更改，各模塊之間互通的松耦合，避免某功能模塊的故障影響其它功能模塊，實現(xiàn)風險分散、靈活擴展；2) 分布式安全部署與傳統(tǒng)的防火墻集中在核心旁掛的方式不一樣，在模塊化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，安全設(shè)備應(yīng)下移到各功能模塊的出口（匯聚層）位置，如圖2的紅色網(wǎng)格線所示。而不是旁掛部署在核心交換區(qū)，這樣做的目的也是分散風險，實現(xiàn)各模塊間的松耦合。數(shù)據(jù)中心核心交換區(qū)就像是連接各城市的高速公路，建設(shè)時應(yīng)充分保證其高可靠和高性能，而不部署紅綠燈調(diào)度；3) 內(nèi)部服務(wù)器區(qū)細分子區(qū)4) Intranet服務(wù)器區(qū)是企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵分區(qū)，此分區(qū)可根據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)的關(guān)鍵性、實時性等特征的不同，可考慮再進行子分區(qū)的劃分，一般而言可分為“關(guān)鍵業(yè)務(wù)區(qū)”、“通用業(yè)務(wù)區(qū)”、“財務(wù)應(yīng)用區(qū)”幾類，子分區(qū)可以是物理的，也可以是邏輯的。如果是邏輯的，可為每個子分區(qū)分配一個虛擬防火墻來部署安全策略。在業(yè)務(wù)系統(tǒng)復雜，服務(wù)器數(shù)據(jù)較多的情況下（＞=200臺），建議采用物理子分區(qū)，每個子分區(qū)采用獨立的匯聚交換機和安全設(shè)備。層次化設(shè)計數(shù)據(jù)中心層次化設(shè)計包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分層和應(yīng)用系統(tǒng)分層兩個方面。在當前網(wǎng)絡(luò)及安全設(shè)備虛擬化不斷完善的情況下，應(yīng)用系統(tǒng)分層可完全通過設(shè)備配置來實現(xiàn)邏輯分層，不影響網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲。對于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層次化設(shè)計，選擇三層架構(gòu)還是二層架構(gòu)是不少企業(yè)進行數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時面臨的難題。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)各層的職責大致定義如下：w 核心層：主要負責的是數(shù)據(jù)的交換與路由，不負責處理；w 匯聚層：主要負責的是數(shù)據(jù)的處理，選擇和過濾等操作；w 接入層：主要負責的是數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送，負責
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