傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

第一章 Clos網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本概念
第二章 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

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文章目錄

• 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
• 前言
• 一、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本情況
• • 1.基本概念
  • 2.基本設(shè)計原則
• 二、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心DCI總體架構(gòu)
• • 1.通用架構(gòu)
  • 2.設(shè)計原則
  • • ①數(shù)據(jù)中心分級
    • ②網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則
  • 三、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
  • 1.互聯(lián)網(wǎng)接入層
  • 2.核心層
  • • ①方式一
    • ②方式二
  • 3.分布層
• 總結(jié)

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前言

自從打算介紹Clos網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以來，很多朋友都在發(fā)表各自的意見，講的也都很好。但我總在想，在分析云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之前，還是要先充分了解一下傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。否則，脫離實際去談，可能會存在撿了芝麻丟了西瓜的情況。
因此，結(jié)合自己對于運營商數(shù)據(jù)中心的學(xué)習(xí)理解，先對傳統(tǒng)模式下數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)究竟是怎么回事作一介紹。

一、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本情況

1.基本概念

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)兩種模式。

數(shù)據(jù)中心之間網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)，也稱之為DCI（DC internet），是指將分布在各地的數(shù)據(jù)中心，通過網(wǎng)絡(luò)化組網(wǎng)方式，組成廣義意義上的數(shù)據(jù)中心集群。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，也稱之為數(shù)據(jù)中心局域網(wǎng)絡(luò)，是指將網(wǎng)絡(luò)分為互聯(lián)網(wǎng)接入層、核心層和分層三個層次，并通過與服務(wù)器集群設(shè)計、數(shù)據(jù)中心用戶接入設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計、IP地址規(guī)劃設(shè)計等相結(jié)合，實現(xiàn)問題、需求的分層治之。

2.基本設(shè)計原則

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計原則，網(wǎng)絡(luò)上面介紹的很多。因此在這里只簡單列舉知識點，不做展開。
1.可靠性。
2.可管理。
3.可拓展
4.高安全

二、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心DCI總體架構(gòu)

DCI總體架構(gòu)，取決于我們的數(shù)據(jù)中心究竟是單點還是多點部署，這些“點”之間究竟是什么樣的運行控制管理模式。此處，假設(shè)我們的數(shù)據(jù)中心分布全國各地，是一體控制、多點協(xié)作、共同提供服務(wù)的運營模式。

1.通用架構(gòu)

Site：數(shù)據(jù)中心，用圓圈大小作為數(shù)據(jù)中心的等級區(qū)分
NAP：網(wǎng)絡(luò)接入提供者，相當(dāng)于是運營商，可以理解為聯(lián)接所有用戶和終端設(shè)備的服務(wù)商
NSP：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者，可以理解為其他的信息服務(wù)提供商，例如冬奧會炸紅的咪咕視頻

• 每一個數(shù)據(jù)中心至少需要有1條鏈路聯(lián)結(jié)至NAP，建立與互聯(lián)網(wǎng)的公共通路，保證不管是哪個運營商的用戶，都盡可能以最優(yōu)路徑訪問到該數(shù)據(jù)中心。
• 每一個數(shù)據(jù)中心至少需要有1條鏈路聯(lián)結(jié)至NSP，建立專用的通路，保證兩者之間有1條帶寬和服務(wù)質(zhì)量都得到保證的高速鏈路。
• 數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，如圖中藍(lán)色粗線和黑色細(xì)線為例，更多是作為上述兩個聯(lián)接的補充。一是當(dāng)某個數(shù)據(jù)中心無法建立與NAP、NSP的聯(lián)接時，可以借助與其他數(shù)據(jù)中心的通路；二是當(dāng)某個數(shù)據(jù)中心與所聯(lián)接的NSP出現(xiàn)通信中斷時，可以接到而行。
  說到這里，可能有人會有疑問，不是應(yīng)該在數(shù)據(jù)中心之間建立大帶寬、高可靠的網(wǎng)絡(luò)通聯(lián)嗎？為什么在這里反倒成為冗余補充？

之所以會是這種設(shè)計，還是需要回到傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)上來。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心做什么？就做三件事：

• 雖然遍布全國各地，但都可以看做是一個又一個獨立的實體，對外提供主機(jī)托管等業(yè)務(wù)，可以有各自獨立的動作，進(jìn)行獨立且互不影響的維護(hù)操作。
• 各個數(shù)據(jù)中心聯(lián)合起來，向用戶提供全國性的增值服務(wù)，例如異地數(shù)據(jù)災(zāi)備鏡像和CDN等業(yè)務(wù)。
• 通過一個統(tǒng)一的OC（可以是兩地），對遍布全國的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理。

在理解了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)之火，再來看為什么會有藍(lán)色粗線和黑色單線的區(qū)別。

• 藍(lán)色粗線代表數(shù)據(jù)中心之間建立多條大帶寬鏈路，在滿足數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)交互之外，還可以作為增值資源提供給用戶。例如，某個用戶在A數(shù)據(jù)中心租用空間，開設(shè)了對國內(nèi)的網(wǎng)站服務(wù)。除了自己做內(nèi)容服務(wù)之外，還需要抽取某知名網(wǎng)站（假設(shè)部署在另一個省，屬于另一個運營商的數(shù)據(jù)中心）的內(nèi)容信息。此時，數(shù)據(jù)中心可以直接提供更為可靠、高速且廉價的帶寬資源，用戶只需要和數(shù)據(jù)中心談托管多少設(shè)備、需要什么帶寬即可。
• 黑色細(xì)線代表數(shù)據(jù)中心之間僅需構(gòu)建必要的數(shù)據(jù)通路。因為按照傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，租用鏈路的錢最好還是花在增加數(shù)據(jù)中心與NSP、NAP的冗余上更為妥當(dāng)。

2.設(shè)計原則

①數(shù)據(jù)中心分級

通常將數(shù)據(jù)中心分為大、中、小三種規(guī)模。
其中大型數(shù)據(jù)中心面向全國用戶提供訪問，中型和小型數(shù)據(jù)中心面向省內(nèi)、所在地用戶提供訪問。

②網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則

• 數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接
  依托運營商的骨干網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)彼此之間的聯(lián)接。也就是各個數(shù)據(jù)中心通過出口路由器，就近接入運營商的骨干節(jié)點，但通過策略設(shè)置，使得聯(lián)接僅能用于數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)交互，并不作為用戶訪問的入口。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，彼此之間的數(shù)據(jù)流量主要是網(wǎng)管、計費等管理數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)異地災(zāi)備、CDN等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。- 對于管理數(shù)據(jù)，特點是周期性頻繁交互，但除系統(tǒng)版本升級等動作外，通常并不會產(chǎn)生長時間占用大量帶寬- 對于CDN等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，特點是首次部署時需同步數(shù)據(jù)量大，隨后的數(shù)據(jù)量以增量更新為主。

從以上分析，建設(shè)初期，各個數(shù)據(jù)中心與骨干網(wǎng)絡(luò)之間，在鏈路帶寬選擇上，可以參考大數(shù)據(jù)中心622M、中型數(shù)據(jù)中心155M、小型數(shù)據(jù)中心100M。提醒一下，僅做參考。而且需要注意的是，即便要選擇更大的帶寬，也要注意不超過所聯(lián)接骨干節(jié)點的上聯(lián)帶寬。例如，骨干節(jié)點對外的聯(lián)接為1G，就沒有必要用10G端口去聯(lián)接它。

• 數(shù)據(jù)中心與NSP、NAP的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接

考慮經(jīng)濟(jì)因素等原因，最初可以只推進(jìn)幾個大型數(shù)據(jù)中心與NSP、NAP之間的聯(lián)接。例如，依托北上廣等國際、國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)最為主要的出口局、匯聚點，建立數(shù)據(jù)中心與NSP、NAP的聯(lián)接。
對于其他數(shù)據(jù)中心是否需要建立、何時建立的問題，可以在投入運營后，通過分析用戶訪問行為，視情增加。
采用這種模式的原因在于：

- 在數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計階段，對于網(wǎng)絡(luò)的需求往往并不明確。- 雖然可以通過預(yù)估和分析即將提供的服務(wù)等方式，對用戶訪問群體、地域、頻度等做出預(yù)估，但這往往會帶來需求過大、過泛等問題。

而且，在建設(shè)初期適當(dāng)控制網(wǎng)絡(luò)帶寬方面的投入，將經(jīng)費一定程度上投入到運營方面，也是一個不錯的選擇。

三、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，出于控制泛洪、隔離故障、簡化管理等目的，通常會采取將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)劃分為多個不同層次的方法。

先放上一張關(guān)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)典拓?fù)鋱D。對于從事計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的人而言，這張圖并不陌生。如果對于拓?fù)湓龠m度抽象，就會是如下的三層結(jié)構(gòu)。

1.互聯(lián)網(wǎng)接入層

互聯(lián)網(wǎng)接入層提供數(shù)據(jù)中心與國際互聯(lián)網(wǎng)、其他數(shù)據(jù)中心的聯(lián)接。

• 在路由協(xié)議上，通常采用eBGP與外界聯(lián)接
• 對下采用IGP協(xié)議聯(lián)接

2.核心層

是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各個網(wǎng)絡(luò)之間的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換中心。交換機(jī)之間，通常采用堆疊方式
通?？梢圆捎脙煞N方式：

①方式一

• 對上采用IGP協(xié)議聯(lián)接
• 對下通常采用LACP鏈路聚合方式，實現(xiàn)更加可靠的冗余備份
• 存在二層環(huán)路的風(fēng)險。但由于STP的天生缺陷，最初采用STP的較多，后期大多通過細(xì)化配置，停用STP。

②方式二

• 對上同樣采用IGP協(xié)議聯(lián)接
• 對下也采用IGP協(xié)議，利用IGP的ECMP實現(xiàn)鏈路冗余備份

3.分布層

分布層的主要任務(wù)就是，從位于不同網(wǎng)段的服務(wù)器收集數(shù)據(jù)并發(fā)送至核心層交換機(jī)。

• 通常情況下，分布層與機(jī)柜內(nèi)服務(wù)器直接聯(lián)接。
• 從減少纜線布放復(fù)雜度出發(fā)，也可以在分布層交換機(jī)與服務(wù)器之間增加TOR架頂交換機(jī)
• 對下接口，可以與bind做結(jié)合，實現(xiàn)服務(wù)器對上的鏈路冗余備份。

當(dāng)然，這種三層劃分也并不絕對。對于小型數(shù)據(jù)中心，完全可以把核心層與分布層合并為同一層設(shè)備。
下面再放一張典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：

總結(jié)

寫文字是一件比較痛苦的事，因為寫著寫著就忘了自己要面對的受眾是誰。
就好像這次，本來是想著寫點稍微有點技術(shù)含量的，例如如何控制數(shù)據(jù)中心與NSP路由等，但為了追求完整，再加上時間關(guān)系，又只能簡單描述一些概念。
但是離自己最想說的臉書網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)越來越近了，有點期待。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的传统数据中心网络架构基本情况的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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