數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡系統(tǒng)設計方案-wenkub
2023-05-25 05:51:04 本頁面
【正文】 不同企業(yè)的應用系統(tǒng)可能有一定的差異。在選用高可靠設備組件、提高網(wǎng)絡的冗余性的同時，還需要加強網(wǎng)絡構架及協(xié)議部署的優(yōu)化，從而實現(xiàn)真正的高可用。緩解這些問題最簡單的方式就是冗余設計，可以通過對設備、鏈路、Server提供備份，從而將故障對用戶業(yè)務的影響降低到最小。為了實現(xiàn)這一目標，首先應該要了解企業(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。數(shù)據(jù)中心高可用網(wǎng)絡系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)中心作為承載企業(yè)業(yè)務的重要IT基礎設施，承擔著穩(wěn)定運行和業(yè)務創(chuàng)新的重任。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)絡設計問題本文針對網(wǎng)絡的高可用設計做詳細的闡述。但是，一味的增加冗余設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)絡可用性與冗余性等同起來。設計一個高可用的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡，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)中心基礎網(wǎng)絡系統(tǒng)的高可用，如圖1所示。在網(wǎng)絡層面，根據(jù)應用系統(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。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，建設時應充分保證其高可靠和高性能，而不部署紅綠燈調度；3) 內(nèi)部服務器區(qū)細分子區(qū)4) Intranet服務器區(qū)是企業(yè)應用系統(tǒng)的關鍵分區(qū)，此分區(qū)可根據(jù)應用業(yè)務的關鍵性、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“關鍵業(yè)務區(qū)”、“通用業(yè)務區(qū)”、“財務應用區(qū)”幾類，子分區(qū)可以是物理的，也可以是邏輯的。在當前網(wǎng)絡及安全設備虛擬化不斷完善的情況下，應用系統(tǒng)分層可完全通過設備配置來實現(xiàn)邏輯分層，不影響網(wǎng)絡的物理拓撲。近年來隨著云計算的逐漸興起，二層扁平化網(wǎng)絡架構更適合云計算網(wǎng)絡模型，可以滿足大規(guī)模服務器虛擬化集群、虛擬機靈活遷移的部署。盡管可以通過架構、策略、配置等的調整和優(yōu)化等多種手段降低核心設備的故障幾率以及影響范圍，但若要解決最根本的設備本身的軟硬件故障，則必須選用數(shù)據(jù)中心級的網(wǎng)絡設備。w 性能限制：受制于業(yè)界當前Crossbar芯片的工藝以及引擎PCB板卡布線等制造工藝，將Crossbar交換網(wǎng)與CPU主控單元集中在一塊引擎板上的結構，一般單塊引擎的交換容量不可能做的太高（一般約1TB左右）。多塊交換網(wǎng)板同時分擔業(yè)務流量，相當于N倍于單級交換的能力，可實現(xiàn)5～10TB交換容量可靠性引擎倒換會丟包控制平面與轉發(fā)平面硬件物理分離，引擎切換時不影響轉發(fā)，可實現(xiàn)零丟包冗余能力引擎1＋1冗余，雙引擎負載分擔式無冗余引擎1＋1冗余，交換網(wǎng)板N+1冗余表2 Crossbar與CLOS交換架構對比2) 關鍵部件更強的冗余能力除了引擎和交換網(wǎng)板的冗余外，此類設備的電源一般均可以配置多塊，實現(xiàn)N+M的冗余，保證電源的可靠性更高；另外風扇的冗余也由原來的風扇級冗余，提高到了風扇框冗余，每個獨立的風扇框內(nèi)多個風扇冗余。這種多對一的流量模型是一種典型的擁塞模型，如果網(wǎng)絡設備的緩存能力不夠，將會導致丟包重傳，導致業(yè)務系統(tǒng)的響應時間變長或中斷。選用低能耗設備降低發(fā)熱量是提高可靠性的一個方面，另一方面設備本身的散熱風道設計的合理與否？能否更好的配合機房的空調循環(huán)？也影響著數(shù)據(jù)中心的可靠性。一旦鏈路成環(huán)路很容易導致廣播風暴，耗盡網(wǎng)絡鏈路及設備資源。圖5 數(shù)據(jù)中心服務器接入?yún)R聚常見組網(wǎng)拓撲優(yōu)點缺點1倒U型不啟用STP，好管理VLAN 可以跨匯聚層交換機，服務器部署靈活必須通過鏈路聚合保證高可用性匯聚交換機故障時，服務器無法感知，無法實現(xiàn)高可用接入2正U型不啟用STP，好管理雙active鏈路，接入交換機密度高不能使VLAN跨匯聚層，服務器部署不靈活接入交換機間鏈路故障，VRRP心跳報文無法傳遞，整機做VRRP主備切換，故障收斂時間長。存在環(huán)路，需要啟動STP協(xié)議表3 組網(wǎng)方式優(yōu)缺點對比需要指出，接入交換機直接雙上行與匯聚層設備相連，冗余連接并不是越多越好，最小的三角形環(huán)能夠提供最快的收斂速度和最高的可用性。因此，引入虛擬化設計方式簡化網(wǎng)絡則顯得尤為重要。常見連接方式有兩種，如圖7所示。此方式將簡化后續(xù)運維的復雜度，但對于數(shù)據(jù)中心外聯(lián)模塊，由于外部路由相對較復雜，可部署OSPF動態(tài)路由，提高路由選擇的靈活性。BFD（Bidirectional Forwarding Detection，雙向轉發(fā)檢測）在此背景之下產(chǎn)生。廣域、城域路由設備或鏈路出現(xiàn)故障時
公司管理相關推薦
鄂ICP備17016276號-1