方案设计时在两台虚拟化设备上开启建立专用的监测VLAN接口,用专用线路互联,并使能基于双向转发检测(bidirectional forwarding detection , BFD)分裂检测功能。BFD在两台设备间建立会话,会话建立后会周期性地快速发送BFD报文,如果在检测时间内没有收到BFD报文则认为该双向转发路径发生了故障,通知被服务的上层MAD应用进行相应的处理。
MAD机制收到BFD通知后立即启动措施为网络只保留一个Active设备,而将其它的Active的业务口关闭,防止多台配置相同的设备对组网环境产生影响。
3 基于虚拟化技术的数据中心网络改造优势
3. 1网络简化
数据中心网络全面使用虚拟化技术组网后,网络节点和链路的逻辑表现更加简单。
(1)网络节点简化
网络设备虚拟化后,IRF2技术屏蔽了IRF2系统内成员设备的物理差异,网络节点内的两台物理交换机对外表现为一台网络设备在服务。不论在网管上还是设备操作配置上,完全可以通过IRF2的管理层面对设备一次性监视和管理。
(2)拓扑结构简化
虚拟化后的网络因为屏蔽了物理差异,所以传统上LACP对跨设备链路聚合无法实现的问题迎刃而解。虚拟化设备整体表现为一台设备,所以两个网络节点间4台设备互联完全可以当做两个逻辑设备互联。从而使原来复杂的full mesh链路在虚拟化网络中通过跨设备的链路聚合变成了简单的2个设备互联。
3. 2网络资源利用率提高
(1)设备全利用
使用IRF2虚拟化后的逻辑设备会从物理设备的主控板中进行角色选举,选出master和slave,masto:统一指挥所有的物理交换机协同工作,其他的slave作为备用引擎,解决了VRRP中有一台设备资源闲置的问题。
(2)通道全利用
使用IRF2虚拟化设备解决了跨设备链路聚合问题,所以网络节点间的链路互联可以依托LACP实现全部的聚合,网络节点之间不运行STP协议,所有的互联链路不再被STP阻塞,提高了链路利用率、增加了链路带宽。
3. 3网络收敛速度快
(1)设备故障的网路收敛
使用VRRP协议进行双机热备时,VRRP协议的切换速度取决于它的hello以及配置的抢占速度,不过至少是在秒级。而IRF对设备的切换检测时间是毫秒级,用户基本感觉不到网络故障收敛时的链路中断。
(2)链路故障的网路收敛
在网络没有虚拟化之前,二层网络的收敛完全依靠STP协议对拓扑链路重新计算。根据STP切换状态过程,备用链路切换需要经过从blocking一>listening一>learning一>forwarding过程,总计需要50秒时间。即时使用快速生成树RSTP协议减少等待时间,但是仍然停留在秒级的切换。虚拟化后的链路使用了LACP协议捆绑,当其中一个链路故障时,其余的链路仍然正常发送数据,这种检测时间在SOms内完成,用户感觉不到网络中断,满足电网企业网络低延时需求。我们知道即使IP电话也只需要保证100ms内的延时即可实现无损通话。
3.4安全性更高
(1)网架更坚强
数据中心网架从星状拓扑改造成三地核心互联的环状并设立了双出口,不但增加了跨机房的数据交换路径冗余性,而且巩固了三体机房形成的整体数据中心网络可靠性。即使任意一个机房发生意外,仍然有两个机房的网络能够对外提供服务。另外,通过数据中心双出口改造,数据中心与广域网之间的对接更加可靠。
(2)网络节点更加强
传统的网络节点是通过设备1 +1和引擎1 +1实现节点冗余。虚拟化后的网络节点在设备同时发挥作用的基础上仍保证设备级1十1冗余,同时IRF2系统内的两台设备的总计4块引擎是1 +3冗余关系,网络节点更可靠。
4 结语
该省电网企业成功地将网络虚拟化技术应用于数据中心网络改造,数据中心网络更加安全、高效和扁平化,为信息系统向省公司的集中部署提供了良好的网络基础环境。今后电网企业数据中心的网络发展还应当结合信息系统虚拟化和国家电网公司硬件资源池建设开展研究,为下一步国家电网电力云计算建设提供更可靠、更灵活的网络服务。
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