行业研究02-云计算场景下的网络技术探索

提纲Contents,云计算概述,1,云场景的网络技术支撑,2,云计算是利用互联网技术来将庞大且可伸缩的IT能力集合起来作为服务提供给多个客户的技术。云计算是一种新兴的IT服务交付方式，应用、数据和计算资源能够通过网络作为标准服务在灵活的价格下快速地提供最终用户”。,什么是云计算,通过网络将共享资源以服务的方式按需提供给用户的一种计算方式,云计算分类,SaaS（软件即服务）,PaaS（平台即服务）,IaaS（基础设施即服务）,虚拟化,硬件基础,计算,网络,存储,编程逻辑,业务应用,云管理平台,自助Portal,业务流申批,资源编排,云计算概述,Hadoop,服务器虚拟化,网络虚拟化,WEB/H5,MapReduce,OpenStack,OpenFlow,业务模式创新,1、云计算不但是新技术的结合，更是一种业务模式的创新2、按需取用、灵活扩展,虚拟化概述,虚拟化是资源的逻辑表示，它不受物理限制的约束,虚拟化,虚拟化类别业务需求催生技术发展,服务器集群,VSU,服务器虚拟化,VDC,共享存储,多虚一,一虚多,1、目前应用场景最多的是服务器一虚多和网络设备的多虚一，后面着重分析。2、存储虚拟化场景和网络设备关联较少，不做单独阐述。,服务器虚拟化对网络的挑战,vSwitch,vSwitch,迁移,Switch,Server,Server,虚拟化前,虚拟化后,策略,分析,服务器所有流量均经过网络服务器与交换机互连端口固定,策略,分析,VM部分流量在vSwitch内部交换VM动态迁移,服务器虚拟化解决之道VEPA,RuijieTOR,服务器,集成VEPAvSwitch,1、解决VM流量的可视化问题(监控/镜像/统计)2、解决VM流量的控制问题(ACL/QOS)3、解决服务器和网络运维人员的分工问题,VM,VM,虚机感知和动态迁移,主机A,主机B,操作系统,应用程序,操作系统,应用程序,NMS,将虚拟机从主机A迁移到主机B,1,将配置文件和内存实时信息拷贝到主机B,2,3,通过VDP协议向TOR发送预关联消息,5,激活虚拟机，通过VDP向TOR发送关联消息,6,向NMS获取网络策略，将网络策略应用到交换接口,4,关闭主机A上的虚拟机，通过VDP协议发送解关联消息，TOR释放相应资源。,TOR交换机,TOR交换机,VM,VM,锐捷虚拟机支持方案,基于锐捷SNC和第三方VMM的对接实现虚机流量感知和迁移时网络策略的自动跟随。SNC作为系统平面和网络平面的连接器，提供可视化、易操作的管理界面，使得网络策略迁移更准确和高效。在没有SNC的简版方案中，锐捷交换机也可以根据MAC地址自动感知虚机流量和迁移，但跨TOR的迁移需要策略的预配置。,网络虚拟化,物理基础网络,虚拟网络1,虚拟网络2,网络虚拟化又分为设备层面虚拟化和网络层面虚拟化设备虚拟化技术均采用各厂商私有协议，是将网络设备(如交换机)在横向或纵向上多台虚拟为一台或者一台虚拟为多台的技术，如锐捷的VSU/VSD，华三的IRF/MDC等，不同厂家设备之间无法兼容。网络层面虚拟化均采用国际标准协议，是将整个网络按照业务或属性划分虚拟为多个子网的技术，如VXLAN、NVGRE等技术。,设备层面虚拟化,网络层面虚拟化,网络设备虚拟化多虚一,VSU可将最多4台物理设备虚拟化为一台逻辑设备,网络资源池化,简化拓扑,增加链路带宽,统一管理,VSU,网络设备虚拟化一虚多,VSD,VSD可将一台逻辑设备最大虚拟化为12台逻辑设备,网络资源按需分配,独立管理,提高设备利用率,物理隔离,网络设备虚拟化融合虚化,最大支持4虚1,最大支持1虚12,资源池化按需分配,VSU+VSD,网络层面虚拟化-Overlay网络,Overlay网络是一个建立在已有网络上的虚拟网络，逻辑节点和逻辑链路构成了Overlay网络Overlay网络的出现是为了实现已有网络所不能提供的功能和服务,各租户IP地址可以复用，网络规划更简单不依赖于具体物理设备支持虚拟机迁移、集群等要求二层网络的应用支持更多虚网数量，满足大型数据中心租户众多的需求,Overlay之Vxlan支持,VXLAN网关部署在VXLAN网络的边界，即VXLAN隧道终结点。VXLAN网关关键功能点：存在VXLAN端口和普通端口对于传统网络进入VXLAN网络的报文，根据VLANID和VNI的对应关系进行VXLAN头部封装。反之进行解封装对于不同VNI之间的VXLAN报文进行VTEP的路由转发。,目前云计算IDC中主要使用主机Overlay，即在OVS中实现Vxlan封装处理。为减轻服务器压力，锐捷网络TOR交换机已经支持Vxlan桥和Vxlan网关功能。Vxlan桥和OVS的Vxlan功能相同，不做赘述。,锐捷Vxlan技术实践腾讯IDC,每个虚拟机母机上部署OVS每个IDC模块部署一套SDN控制器集群，并部署在专用TOR下以提高可靠性VXLAN网关部署在核心交换机上，只有南北向流量才通过网关进行转发,同TOR跨VM转发,跨TOR跨VM转发,VM与物理网络间跨VXLAN网关转发,腾讯Vxlan网关对接说明,本项目中VXLAN网关部署在核心交换机上，由锐捷网络提供设备，并和腾讯SDN控制器对接,VXLAN网关的初始配置由SDN控制器通过Netconf接口下发SDN控制器根据VM的上下线信息通过Openflow接口向VXLAN网关下发相关流表信息OVS也是由控制器通过Openflow接口管理控制VM和物理服务器间的通信由VXLAN网关根据流表信息进行封装和解封装,云中心物理主机带宽限速和管理,在行业交换机的实现中，SNMP在读取端口IN方向速率值时获取到的是限速前的值。这就导致运维人员在Mrtg等流量监控软件看到的并非真正转发到外网的流量，对流量盘点和结算造成不便。针对此场景，锐捷网络将TOR的端口速率值经过二次计算，为第三方软件返回限速后的实际流量值，提高IDC客户的管理运维效率。,TOR,物理主机A,输入方向限速5M,流量监控中心,Mrtg/Cacti,采用SNMP协议读取TOR端口速率MIB,返回端口IN方向速率,10M,主机A当前流量：Ruijie-TOR:5MOther-TOR:10M,云计算IDC机房BGP支持,BGP多线互联技术让网络设备承担最优路径的计算和选择，真正实现了服务器单IP多线的高速访问，且BGP协议还具有冗余备份、灵活扩展的特点。鉴于上述优势，稍具规模的云计算运营商均拥有或积极建设自己的BGP机房来为客户提供更优质的IT产品和服务。,BGP机房,中国联通,中国电信,中国网通,中国移动,VSU,BGP,锐捷设备的BGP支持情况,BGP机房中的核心交换机或者出口路由器需要和ISP运营商网络的骨干节点起BGP邻居，并引入互联网中的BGP路由，加之机房出口流量基本达到百Gbps级别。此场景对设备的内存、性能和路由容量要求较高。锐捷核心路由交换机支持完整的BGP协议，硬件规格参数如下：,混合云概述,混合云是至少一个私有云和至少一个基于公有云的基础架构的组合，产生一个环境，提供的透明用户访问，并具有动态的可扩展性，以管理不均衡的需求企业可以把重要数据存放内部数据中心中，WEB类或计算类应用采用公有云服务。公有云可以有效满足企业动态业务扩展、业务突发和灾备类需求，降低企业TCO,第三方公有云,DC,企业A私有云,企业应用,混合云,混合云网络技术支持,如要实现资源在企业私有云和公有云之间的无缝迁移，网络就扮演了保护和优化此过程的最关键的角色。目前，企业私有云和公有云之间可以通过专线和虚拟专线(VPN)连接。专线互联时对网络设备无特殊要求，但在VPN互联时需要网络设备提供严格和QOS和安全机制保护。锐捷网络路由交换设备支持IPSEC/SSLVPN和基于硬件的报文队列和HQOS调度机制。,VM：官方网站,VM：业务应用,IPSECSitetoSiteVPN,QOS,QOS,云计算平台自助服务,云计算服务商均有自研的自助服务平台，用户可以完成云主机、云网络、云存储、云CDN等IT资源的自由配置，基本不需要供应商技术人员的参与，真正体现出了云资源按需取用、灵活扩展的优越性。Ucloud云服务的自助控制平台截图如下：,自助平台架构,锐捷交换机支持Openflow、netconf、SNMP等管理协议，并可以根据客户云管理平台的业务需求进行定制接口的开发对接。完成千兆TOR交换机和UcloudSDN控制器之间的Openflow定制开发，正在联调中。完成TOR交换机和中电科华云控制平台的对接开发，满足云平台对网络设备的配置管理以及零配置上线等特性需求。,vSwitch,vSwitch,Server,策略,虚拟机管理中心,VCenter,网络管理系统/SDN控制器,NMS,云平台控制中心,配置,策略,Openflow,netconf,SNMP,VDP,自助平台之SDN,云平台的自助服务是软件定义网络技术的诠释和具体体现，当前的云技术公司也都在积极采用SDN技术来搭建部署IDC云计算平台。锐捷也推出自研的SDN解决方案IONP平台：,SDN控制器：软硬件形态灵活选择硬件形态支持3000网络节点支持集群部署，确保高可靠SDN网络设备：核心：N18K、S86ETOR：S6220、S601