以太网虚拟专用网络在现代数据中心的兴起

2018-09-18 09:44

来源：企业网

关闭失败或打开失败

路由协议未能关闭。如果路由协议不知道如何到达目的地，它将不会将数据包发送到该目的地。

但是，生成树协议执行相反的操作并且无法打开。生成树的构建方式是：“如果我没有收到你的回复，那么我认为你需要一个我的数据包。如果我没有听到你的问候，这与后面的路由协议形成对比，我认为你不想和我通信。”

打开失败在很多方面都是危险的。例如，导致单向连接的坏电缆或者加载的CPU无法及时发出hello数据包，可能会构造一个环路。通过路由，TTL最终将终止数据包，从而阻止环路。但是，由于第二层网络中没有TTL，因此固有地创建了一个不稳定的网络。

第二层网络具有较大的扩散半径，并且没有细粒度的故障域。单个链路故障可能会影响整个网络。所有这些因素都认为第一次网络浪潮的数据中心设计无效。更简洁的设计是从第二层网络交换模型转向IP和网络路由协议。

数据中心设计的第二个发展浪潮

第二个发展浪潮的数据中心设计是构建可扩展的网络，这些网络是可预测的、强大的、并支持细粒度的故障域设计。除了有效支持东西流量以外，还需要尽可能多的转发能力。屏蔽双绞线（STP）阻止了额外带宽的使用，因此必须使用替代协议。

这一挑战与20世纪50年代早期的电话网络面临的挑战没有什么不同。贝尔实验室Charles Clos博士采用Clos网络拓扑解决了这个问题。Clos网络拓扑可以扩展到多个层。其开创性的网络规模公司使用具有低端口数的小型白盒交换机，因此它们需要8层Clos网络。但是，对于大多数人来说，两层就已经足够好。

数据中心设计的新浪潮被称为叶片和叶脊，它本质上是一个Clos网络。该设计允许人们构建不受单个单元规模限制的网络。但是，如果你想到第二层网络，那么规模就受到限制。

容量不仅受端口数量的控制，还受控制平台的控制。此外，重要的是它能够以多快的速度发送STP数据包，而不会有引起网络崩溃的风险。然而，叶片网络和叶脊网络拓扑通过利用所有冗余链路的容量来实现高容量。使用此拓扑结构可以完美地实现IP和路由，因为它不需要特定于供应商的障碍。

因此，通过切换到IP，第二层网络的不稳定性消失，可以实现具有IP转发的高容量直接网络。叶片和叶脊网络拓扑设计提供了非常简单的构建块。

迁移到白盒

所以现在，有机会建立非常简单的IP转发网络。然而，行业巨头当时进行了部署，例如思科或瞻博网络，由于网络拓扑现在非常简单，因此不需要支付高额费用。

所需要的只是IP路由和转发协议。其结果是人们开始看到白盒交换机的介绍。最初，白盒交换机并没有采用很好的CPU，因此，像谷歌这样的公司无法在它们上面运行路由协议。所有控制逻辑的集中化都是开箱即用的，使本地设备只对商用芯片进行编程。这导致了OpenFlow模型的兴起。

随着时间的推移，其他网络规模公司设计了传统的分布式路由协议来设置转发而不是将其拉出到集中位置。

具有叶片和叶脊体系结构的路由协议

首先，有两种类型的路由协议：距离矢量和链路状态。要了解它们之间的区别，人们需要知道它们如何传达信息。

通过距离矢量，可以告诉邻居对整个世界的看法。然而，链接状态协议通过将每个人的局部视角拼接在一起来拼凑成全局视角。

通常，网络运营商更喜欢距离矢量上的链路状态协议。这是因为在出现故障时，链路状态协议更好更快解析到目的地的路径。然而，距离矢量协议有时会混淆并遇到问题，例如计数到无穷大。

但是，在链接状态的情况下，链接状态数据库规模可能成为问题。它们具有区域或级别的概念，用于将域分解为层次结构以避免扩展问题。