數(shù)據(jù)中心高可用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)docxdocx(編輯修改稿)
2024-08-14 05:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 獨(dú)立的風(fēng)扇框內(nèi)多個(gè)風(fēng)扇冗余。3) 虛擬化能力數(shù)據(jù)中心的復(fù)雜度越來(lái)越高，需要管理的設(shè)備也越來(lái)越多，設(shè)備的虛擬化可將同一層面（核心、匯聚、接入）的多臺(tái)設(shè)備虛擬化為一臺(tái)，進(jìn)行設(shè)備的橫向整合，簡(jiǎn)化設(shè)備的配置和管理。4) 突發(fā)大流量的緩沖能力隨著業(yè)務(wù)整合、資源共享、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘及智能分析等業(yè)務(wù)的部署，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部和業(yè)務(wù)服務(wù)器之間的橫向流量將會(huì)越來(lái)越多。流量模型的變化會(huì)導(dǎo)致多服務(wù)器群向一個(gè)服務(wù)器群的流量、多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器向同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的流量越來(lái)越頻繁。這種多對(duì)一的流量模型是一種典型的擁塞模型，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的緩存能力不夠，將會(huì)導(dǎo)致丟包重傳，導(dǎo)致業(yè)務(wù)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)或中斷?；贑LOS架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心級(jí)設(shè)備對(duì)端口的緩存容量進(jìn)行擴(kuò)容，并采用了新一代的分布式緩存機(jī)制，將原有的出方向緩存移至入方向，在同樣的端口緩存容量條件下，這種分布式的緩存機(jī)制可以更好的緩存多對(duì)一的擁塞模型，能夠更好的吸收數(shù)據(jù)中心的突發(fā)大流量。如圖4所示。圖4 分布式入端口報(bào)文緩存設(shè)計(jì)5) 綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心是企業(yè)能耗的主要部門，同時(shí)高的能耗將會(huì)帶來(lái)高的發(fā)熱量，影響設(shè)備的電子器件的穩(wěn)定性，將到據(jù)中心設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。選用低能耗設(shè)備降低發(fā)熱量是提高可靠性的一個(gè)方面，另一方面設(shè)備本身的散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)的合理與否？能否更好的配合機(jī)房的空調(diào)循環(huán)？也影響著數(shù)據(jù)中心的可靠性。為更好的配合機(jī)房冷熱風(fēng)道的布局，機(jī)柜中發(fā)熱量較大的設(shè)備最后是前后散熱的風(fēng)道設(shè)計(jì)。但普通的橫插槽設(shè)備一般是左右散熱的方式，因此應(yīng)優(yōu)先考慮采用豎插槽的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)前后散熱。鏈路層(L2)高可用設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署中，在實(shí)現(xiàn)設(shè)備和鏈路冗余提高可靠性的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)環(huán)路和復(fù)雜度的增加。一旦鏈路成環(huán)路很容易導(dǎo)致廣播風(fēng)暴，耗盡網(wǎng)絡(luò)鏈路及設(shè)備資源。1) 常見(jiàn)組網(wǎng)方式對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器區(qū)接入～匯聚交換網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)無(wú)環(huán)設(shè)計(jì)和有環(huán)設(shè)計(jì)有多種選擇方案。如圖5所示。可以看出，三角形組網(wǎng)提供了更高的接入可用性以及更靈活的服務(wù)器擴(kuò)展能力，所以通常推薦此組網(wǎng)方式。圖5 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器接入?yún)R聚常見(jiàn)組網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1倒U型不啟用STP，好管理VLAN 可以跨匯聚層交換機(jī)，服務(wù)器部署靈活必須通過(guò)鏈路聚合保證高可用性匯聚交換機(jī)故障時(shí)，服務(wù)器無(wú)法感知，無(wú)法實(shí)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(jī)密度高不能使VLAN跨匯聚層，服務(wù)器部署不靈活接入交換機(jī)間鏈路故障，VRRP心跳報(bào)文無(wú)法傳遞，整機(jī)做VRRP主備切換，故障收斂時(shí)間長(zhǎng)。3三角形鏈路冗余，路徑冗余，故障收斂時(shí)間最短VLAN 可以跨匯聚層交換機(jī)，服務(wù)器部署靈活存在環(huán)路，需要啟動(dòng)STP協(xié)議4矩形雙active鏈路，接入交換機(jī)密度高VLAN可以跨匯聚層交換機(jī)有一半的接入層流量要通過(guò)匯聚交換機(jī)之間的鏈路。當(dāng)接入交換機(jī)上行鏈路故障時(shí)，所有流量將從一側(cè)的交換機(jī)上行。收斂比變小，網(wǎng)絡(luò)易擁塞，降低網(wǎng)絡(luò)高可用性。存在環(huán)路，需要啟動(dòng)STP協(xié)議表3 組網(wǎng)方式優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比需要指出，接入交換機(jī)直接雙上行與匯聚層設(shè)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。例如圖6中右側(cè)圖組網(wǎng)拓?fù)湓诮尤雽咏粨Q機(jī)和匯聚層交換機(jī)之間采用全交叉冗余，是一種過(guò)度冗余組網(wǎng)，反而增加交換機(jī)的生成樹計(jì)算的復(fù)雜性以及故障排錯(cuò)的復(fù)雜性，所以不建議按這種方式部署。圖6 過(guò)度冗余與推薦組網(wǎng)2) 通過(guò)虛擬化技術(shù)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)雖然三角形組網(wǎng)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心接入設(shè)計(jì)的最佳實(shí)踐，但從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)、環(huán)路規(guī)避、冗余備份等角度考慮，設(shè)計(jì)過(guò)程是極其復(fù)雜的。如VLAN的規(guī)劃、生成樹實(shí)例的拓?fù)渥枞?、網(wǎng)關(guān)冗余選擇，包括相應(yīng)技術(shù)的參數(shù)選擇、配置，故障切換的預(yù)期判斷等，需要一套十分詳細(xì)的流程，而在后期網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中面臨的壓力和復(fù)雜度是顯而易見(jiàn)的。因此，引入虛擬化設(shè)計(jì)方式簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)則顯得尤為重要。通過(guò)以H3C IRF2為代表的虛擬化技術(shù)，在不改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)?、保證現(xiàn)有布線方式的前提下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各層的橫向整合，即將交換網(wǎng)絡(luò)每一層的兩臺(tái)、多臺(tái)物理設(shè)備形成一個(gè)統(tǒng)一的交換架構(gòu)，減少了邏輯的設(shè)備數(shù)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備的鏈路捆綁，消除環(huán)路的同時(shí)保證鏈路的高可用。關(guān)于IRF2技術(shù)與應(yīng)用的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參考本刊“數(shù)據(jù)中心IRF2虛擬化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與應(yīng)用”一文。協(xié)議層(L3)高可用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議層高可用設(shè)計(jì)可以從以下三個(gè)方面考慮：1) 路由協(xié)議部署數(shù)據(jù)中心匯聚層到核心層間可采用OSPF等動(dòng)態(tài)路由協(xié)議進(jìn)行路由層面高可用保障。常見(jiàn)連接方式有兩種，如圖7所示。拓?fù)?采用了三角形連接方式，從匯聚層到核心層具有全冗余鏈路和轉(zhuǎn)發(fā)路徑；拓?fù)?采用了四邊形連接方式，從匯聚層到核心層沒(méi)有冗余鏈路，當(dāng)
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