數(shù)據(jù)中心高可用網(wǎng)絡系統(tǒng)設計docxdocx(編輯修改稿)
2025-08-14 05:55 本頁面
【文章內容簡介】 獨立的風扇框內多個風扇冗余。3) 虛擬化能力數(shù)據(jù)中心的復雜度越來越高，需要管理的設備也越來越多，設備的虛擬化可將同一層面（核心、匯聚、接入）的多臺設備虛擬化為一臺，進行設備的橫向整合，簡化設備的配置和管理。4) 突發(fā)大流量的緩沖能力隨著業(yè)務整合、資源共享、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘及智能分析等業(yè)務的部署，數(shù)據(jù)中心內部和業(yè)務服務器之間的橫向流量將會越來越多。流量模型的變化會導致多服務器群向一個服務器群的流量、多個應用服務器向同一個數(shù)據(jù)庫服務器的流量越來越頻繁。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?；贑LOS架構的數(shù)據(jù)中心級設備對端口的緩存容量進行擴容，并采用了新一代的分布式緩存機制，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制可以更好的緩存多對一的擁塞模型，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 分布式入端口報文緩存設計5) 綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心是企業(yè)能耗的主要部門，同時高的能耗將會帶來高的發(fā)熱量，影響設備的電子器件的穩(wěn)定性，將到據(jù)中心設備的穩(wěn)定運行。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。為更好的配合機房冷熱風道的布局，機柜中發(fā)熱量較大的設備最后是前后散熱的風道設計。但普通的橫插槽設備一般是左右散熱的方式，因此應優(yōu)先考慮采用豎插槽的設備，實現(xiàn)前后散熱。鏈路層(L2)高可用設計在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡部署中，在實現(xiàn)設備和鏈路冗余提高可靠性的同時，也會帶來環(huán)路和復雜度的增加。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。1) 常見組網(wǎng)方式對于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心服務器區(qū)接入～匯聚交換網(wǎng)絡，針對無環(huán)設計和有環(huán)設計有多種選擇方案。如圖5所示?？梢钥闯?，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器擴展能力，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。3三角形鏈路冗余，路徑冗余，故障收斂時間最短VLAN 可以跨匯聚層交換機，服務器部署靈活存在環(huán)路，需要啟動STP協(xié)議4矩形雙active鏈路，接入交換機密度高VLAN可以跨匯聚層交換機有一半的接入層流量要通過匯聚交換機之間的鏈路。當接入交換機上行鏈路故障時，所有流量將從一側的交換機上行。收斂比變小，網(wǎng)絡易擁塞，降低網(wǎng)絡高可用性。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。例如圖6中右側圖組網(wǎng)拓撲在接入層交換機和匯聚層交換機之間采用全交叉冗余，是一種過度冗余組網(wǎng)，反而增加交換機的生成樹計算的復雜性以及故障排錯的復雜性，所以不建議按這種方式部署。圖6 過度冗余與推薦組網(wǎng)2) 通過虛擬化技術簡化網(wǎng)絡雖然三角形組網(wǎng)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心接入設計的最佳實踐，但從網(wǎng)絡的拓撲設計、環(huán)路規(guī)避、冗余備份等角度考慮，設計過程是極其復雜的。如VLAN的規(guī)劃、生成樹實例的拓撲阻塞、網(wǎng)關冗余選擇，包括相應技術的參數(shù)選擇、配置，故障切換的預期判斷等，需要一套十分詳細的流程，而在后期網(wǎng)絡運行維護過程中面臨的壓力和復雜度是顯而易見的。因此，引入虛擬化設計方式簡化網(wǎng)絡則顯得尤為重要。通過以H3C IRF2為代表的虛擬化技術，在不改變傳統(tǒng)設計的網(wǎng)絡物理拓撲、保證現(xiàn)有布線方式的前提下，實現(xiàn)網(wǎng)絡各層的橫向整合，即將交換網(wǎng)絡每一層的兩臺、多臺物理設備形成一個統(tǒng)一的交換架構，減少了邏輯的設備數(shù)量，同時實現(xiàn)跨設備的鏈路捆綁，消除環(huán)路的同時保證鏈路的高可用。關于IRF2技術與應用的詳細介紹，請參考本刊“數(shù)據(jù)中心IRF2虛擬化網(wǎng)絡架構與應用”一文。協(xié)議層(L3)高可用設計數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的協(xié)議層高可用設計可以從以下三個方面考慮：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等動態(tài)路由協(xié)議進行路由層面高可用保障。常見連接方式有兩種，如圖7所示。拓撲1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發(fā)路徑；拓撲2采用了四邊形連接方式，從匯聚層到核心層沒有冗余鏈路，當
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