数据中心解决方案

2021-08-16 12:59:54 535

介绍

      云应用程序正在快速发展。随着服务器到服务器通信的增加,单体应用程序正在让位于分布式服务。数据中心网络正在快速发展,以满足这些新兴的应用需求。叶脊 CLOS 拓扑已成为构建具有高横截面带宽的高性能网络的标准。


      多核 CPU 和计算虚拟化使更大的工作负载能够打包到单个服务器中。到服务器的 25GbE/50GbE 以太网速率可实现更高的工作负载密度,同时还提高了机架级电缆设备利用率。随着边缘吞吐量的增加,现在有必要将上行链路和网络的其余部分升级到高性能无阻塞 100GbE。


      虚拟可扩展 LAN (VXLAN) 已成为网络虚拟化的标准。第一波网络虚拟化采用涉及 VXLAN 和与计算管理程序通信的控制器。数据包操作和 VXLAN 封装主要在管理程序层的计算中处理,通常利用 NIC 中的卸载功能。控制器非常适合通过单个窗格管理虚拟机、虚拟交换机和物理交换机。但是,控制器通常是专有的并且具有相关的许可成本。


      云数据中心现在采用带有 VXLAN 的以太网虚拟专用网络 (EVPN) 的无控制器网络虚拟化机制。顾名思义,这种方法不涉及控制器。所有 VXLAN 数据包操作都发生在叶交换机中。这种方法的优势在于它是开放的、可扩展的、基于标准的,并且成本低于专有解决方案。在本解决方案简介中,Mellanox 提出了一种无控制器 VXLAN 解决方案,包括开放以太网频谱交换机和 Cumulus Linux。


现状的挑战

      数据中心网络需要满足对带宽和性能永无止境的需求,同时支持网络虚拟化的最新进展。对支持 25GbE 到服务器、高密度 100GbE 和无控制器网络虚拟化的开放平台的需求并未得到满足。可用的市场解决方案要么是专有的,要么甚至缺乏 100GbE 性能的基本要素。


解决方案概述

      该解决方案由 Cumulus Linux 和 Mellanox Open Ethernet Spectrum 交换机组成。开放的、基于标准的边界网关协议 (BGP) EVPN 和 VXLAN 覆盖用于网络虚拟化。


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Cumulus Linux 和 BGP EVPN 的主要优势


基于标准的 BGP EVPN


      BGP 已经是数据中心内的首选路由协议。 BGP EVPN 扩展了 BGP 以支持 VXLAN 覆盖。作为基于标准的解决方案,BGP EVPN 可与遵循相同标准的其他供应商解决方案互操作,并且没有供应商锁定。



无控制器 VXLAN

      与基于控制器的解决方案相比,无控制器解决方案具有更好的水平扩展能力。在设置双活冗余时,控制器是集中式且复杂的。无控制器 BGP EVPN 内置了基于 L3 等价多路径 (ECMP) 的冗余,并且可以水平扩展。此外,BGP-EVPN 内置于基本的 Cumulus Linux 中,无需额外的许可费用。



规模和稳健性

整个互联网运行在BGP上。支持主机发现/学习的 BGP EVPN 控制平面可以扩展以支持非常大的网络。

Cumulus Linux 还提供了其他选项,例如 ARP 请求抑制。这最大限度地减少了网络中的广播流量,使其更加健壮和高效。



支持active-active服务器连接

Cumulus EVPN 与多机箱链路聚合 (MLAG) 集成。连接到服务器的一对交换机(在 MLAG 中)形成单个逻辑 VTEP。


Mellanox Spectrum 开放式以太网交换机的主要优势


高性能 100GbE 数据平面

网络是数据中心服务器流量的自然汇聚点。不同租户流量之间的网络性能和“公平性”至关重要。 Spectrum 支持所有数据包大小的 100GbE 流量的无阻塞线路速率。 Spectrum 交换机在所有数据包大小上都具有一致的低延迟,是 100GbE 高性能互连应用程序的理想选择。


线速 L3 服务

Spectrum 交换机支持线速 100GbE VXLAN 路由;因此,覆盖网络可以以线速支持 L3 服务。当今市场上,很多交换机都要求数据包经过交换机两次才能完成VXLAN路由。数据包的第二次传递不仅使带宽减半,而且使延迟加倍。


最佳水平比例

Spectrum 交换机可以在 EVPN-VXLAN 结构中支持比竞争对手多 10 倍的对等交换机。 Spectrum 可以将广播、多播和未知单播数据包复制到多达 750 个对等交换机。



灵活的外形

频谱开关有半宽和全宽两种外形规格。

半宽 SN2100 和 SN2010 交换机非常适合客户机架、更严格的成本和功率限制。

SN2700 是高密度 32x100GbE 主干。

SN2410 是具有原生 25GbE 端口的叶平台。 它支持 48x25GbE 和 8x100GbE 端口。


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结论


      Cumulus Linux 和 Mellanox Spectrum 以太网交换机为业界带来了第一个开放且无控制器的 VXLAN 解决方案。 它将高度可扩展的 BGP EVPN 的所有元素与 VXLAN 解决方案相结合,可用于各种规模和行业的网络。



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