外联区是数据中心的一个重要部分,指的是与外部网络相连接的区域。数据中心为何需要大二层技术呢?接下来让我们一起了解。
数据中心采用传统的三层架构设计,主要是为了更好地处理服务客户端与服务器之间的纵向大流量,并允许管理员对流量流进行管理。在这样的架构中,生成树协议(STP)被用于优化客户端到服务器的路径,并支持连接冗余。随着虚拟化技术的引入,数据中心架构的需求发生了根本性的变化。
虚拟化技术改变了数据中心的传统模式,引入了虚拟机动态迁移技术。这种技术使得计算资源得以灵活调配,大大提高了虚拟机资源的利用率。虚拟机迁移要求迁移前后的IP和MAC地址保持不变,这就需要虚拟机迁移所处的环境处于同一个二层域内部。随着客户对虚拟机迁移范围的要求越来越大,数据中心的二层域范围也越来越大,这就催生了大二层技术的出现。
在传统的数据中心设计中,二层域的范围通常被限制在接入层以下,以避免出现大范围的二层广播域。这是因为传统的数据中心服务器利用率很低,只有10%~15%,浪费了大量的资源。虚拟化技术的应用提高了服务器的利用率,但同时也带来了数据中心架构的变化。为了满足虚拟机迁移的需求,数据中心的二层域必须扩大,甚至跨越不同的地域和机房进行迁移,这就出现了专业的大二层技术。
那么,为什么传统的二层域无法扩大呢?在数据中心中,“区域”对应着VLAN的划分。相同VLAN内的终端属于同一广播域,具有一致的VLAN-ID。传统的数据中心设计会根据功能进行区域划分,如WEB、APP、DB区域等。不同区域之间通过网关和安全设备互访,保证不同区域的可靠性和安全性。在传统的数据中心技术中,STP是防止广播风暴的重要协议。由于STP的收敛性能等原因,其规模通常不会超过100台交换机。
随着数据大集中的发展和虚拟化技术的应用,数据中心的规模不断扩大,对二层域的区域范围、管理水平提出了新的挑战。为了满足集群处理和虚拟机迁移的需求,大二层技术应运而生。大二层技术能够支持更大规模的数据中心架构,提高数据中心的灵活性和可靠性。
大二层技术是数据中心为了适应数据大集中和虚拟化技术发展而诞生的新技术。它的出现解决了传统数据中心在虚拟化时代面临的挑战,为数据中心的未来发展提供了强有力的支持。数据中心对于二层网络的需求,源于其规模扩大和性能提升的需要。传统的基于STP备份设备和链路方案已经不能满足现代数据中心规模庞大、带宽需求激增的要求。STP协议几秒至几分钟的故障收敛时间也无法满足数据中心对高可靠性的需求。数据中心需要新的网络技术来满足其日益增长的需求。
二层网络技术的引入,可以解决数据中心的扩展问题。通过大规模二层网络和VLAN延伸,实现虚拟机在数据中心内部的大范围迁移。这种技术有助于充分利用冗余设备和链路,提升链路利用率,并将数据中心的故障收敛时间降低到亚秒甚至毫秒级。
至于数据中心的三层网络架构的缺点,主要体现在以下几个方面:
1. 复杂性:三层网络架构需要管理和配置的网络设备较多,增加了网络的复杂性。这可能导致部署和维护成本较高,且需要专业的网络团队进行管理。
2. 性能瓶颈:随着数据中心规模的扩大,三层网络架构可能面临性能瓶颈。由于需要穿越多层网络,数据传输的效率可能会受到影响。
3. 灵活性不足:三层网络架构在应对快速变化的数据中心环境时,可能显得不够灵活。例如,在虚拟机迁移、灾备等方面,二层网络技术更能满足数据中心的需求。
为了解决这些问题,各厂商提出了多种二层网络技术方案,如虚拟交换机技术和隧道技术。虚拟交换机技术通过合并冗余设备和链路,简化网络结构,降低部署和维护成本。隧道技术则通过借用三层网络的特性,实现二层网络的大规模扩展。这些技术尚未完全成熟,仍在完善过程中。
随着数据中心的规模不断扩大和多中心部署的需求增加,二层网络的扩展不仅要在数据中心的边界内考虑,还需要跨越数据中心机房的区域,延伸到同城备份中心、远程灾备中心。为此,L2overL3技术被提出并应用,以实现跨数据中心的二层数据互通。
数据中心需要二层网络技术来满足其规模扩大和性能提升的需求。而传统的三层网络架构存在一些缺点,需要通过引入新的技术来解决。业界正在加快相关技术的标准化进程,以提高各厂商设备的兼容性和互通性,降低用户的部署和维护成本。