大规模SDN云计算数据中心组网的架构设计

共享分布式块存储、分布式文件存储、分布式对象存储可以单独规划组成存储POD。访问存储POD的流量在SDN-GW解开VXLAN封装以后走Underaly网络路由转发达到存储POD。在POD内配置单独的VRF用于隔离访问存储的流量和其他业务流量。存储POD有访问外网需求的，存储汇聚交换机规划上连南北汇聚交换机。FC SAN存储建议直接部署在各POD内。

图2.存储POD网络规划图

3. 大规模SDN数据中心Underlay组网及路由规划

多POD的大规模数据中心的Underlay组网，网络内网络设备数量众多，按每POD内500台网络设备数量计算，10个POD组网网络设备将超过5000台，因此如何规划好Underlay层面的路由配置，对大规模数据中心网络的高性能转发非常重要。

普通数据中心场景IGP路由主要是以OSPF路由为主，OSPF路由技术成熟，网络建设运维人员使用经验丰富。使用OSPF作为大规模数据中心组网的IGP路由协议，各POD应划分为不同的Area区域，东西汇聚交换机作为骨干区域Area0，以减少LSA的传播区域和传播数量。各POD内SDN-GW作为OSPF区域边界网络设备，将不同接口划入不同的区域，上连东西汇聚交换机接口划入Area0，下连POD内Spine接口划入各POD单独Area。南北汇聚交换机一般工作在二层透传模式，三层终结在外网防火墙，因此南北汇聚交换机可不运行路由协议。

图3.大规模数据中心组网OSPF路由规划

相比较OSPF，ISIS 支持ISPF(Incremental SPF)，对大规模网络的支持能力和收敛性能更好。ISIS支持灵活的TLV编码方式，协议扩展性更好。ISIS因其收敛速度快、结构清晰、适用于较大规模网络，一直比较多应用于城域网场景或者IP专网场景作为IGP路由协议。随着数据中心规模越来越大、设备数量越来越多，ISIS也更多的应用于数据中心场景。ISIS的区域边界在链路，每台网络设备只能属于一个ISIS区域。为减少LSP的传播区域和传播数量，在大规模数据中心场景ISIS分层次进行规划，骨干区域包括POD间东西汇聚交换机和每个POD内的SDN-GW。POD间东西汇聚交换机运行ISIS level2，POD内的SDN-GW运行ISIS的level-1-2。每个POD内Spine和Leaf运行ISIS level1。

图4.大规模数据中心组网ISIS路由规划

RFC7938提出了将EBGP路由协议应用于大规模数据中心的建议，而且目前也有少量将EBGP应用于数据中心内作为底层路由协议的实例。有别于OSPF、ISIS等链路状态协议，BGP是一种距离矢量路由协议，因此BGP的扩展性更好。在中小型的数据中心组网时，使用BGP和使用ISIS、OSPF等链路状态协议性能区别不大，但是在超大型数据中心的网络中，应用BGP的性能会更优。OSPF、ISIS等链路状态协议需要在网络内传递大量的LSA，路由信息生成过程是先完成LSA信息同步，再计算生成路由信息。在网络部分节点发生变动或者网络割接升级时，会引起大量LSA的传递。而距离矢量路由协议BGP不存在这样的问题，BGP节点间直接通告路由，在网络扩展和割接升级时的网络稳定性更好。

目前关于OSPF和ISIS路由协议的LSA优化在IETF已经有相应的draft，目的都是为了减少LSA的传播数量和传播范围，已使OSPF和ISIS在超大规模数据中心组网中的性能更优，但是目前并没有非常有效的并被实际应用的方案。虽然目前将EBGP应用于数据中心应用并不广泛，但是未来超大规模数据中心的底层路由协议选择，距离矢量路由协议BGP很可能会得到更广泛的应用。

EBGP路由的规划和配置相对于OSPF和ISIS会复杂一些。POD内的多台Spine设备规划为同一AS号，多台东西汇聚交换机规划为同一AS号，每组堆叠Leaf规划一个单独 AS号。虽然每个POD内Leaf只和本POD内Spine建立EBGP邻居，Leaf间不建立EBGP邻居，但是Spine上仍然需要配置大量的Leaf邻居信息。规划配置复杂，是限制EBGP在数据中心内应用的因素之一。

在使用EBGP作为底层路由协议的大规模数据中心，如果POD内同时以EVPN+Netconf为转发控制方案，POD内EVPN需以IBGP为基础建立，因此需要一台网络设备同时配置EBGP+IBGP两个不同AS号的BGP进程。目前已经有主流厂家网络设备支持不同AS号的BGP双进程。

常规BGP报文AS号为16比特长度，取值范围为0-65535，其中私有AS号范围64512到65534，因此可用于数据中心内组网规划的私有AS号数量为1023个。按照每组堆叠Leaf一个AS号的原则，显然无法满足多POD大规模数据中心组网的AS号分配需求。RFC6793建议将BGP的AS号扩展到32比特长度，扩展后AS号数量满足大规模数据中心组网已经完全没有问题，且目前业界主流设备已具备32比特AS号长度的支持能力。

图5.大规模数据中心组网EBGP路由规划

（编辑：新余站长网）

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