通过VXLAN的大二层技术实现企业数据中心的无缝迁移

论文总字数：16897字

摘 要

基于数据中心日益疯长的业务量，通过服务器虚拟化增加服务器的业务处理能力已然成为一种趋势，服务器虚拟化在满足数据中心业务需求的同时也带来了数据中心迁移的问题，数据中心的业务数据无疑是重要且庞大的，所以在数据中心迁移的过程中，要想保证数据中心对外提供的服务不中断，我们可以用基于vxlan的大二层技术对数据中心进行无缝迁移，本文尝试通过初步分析大二层的实现方案来对大二层技术做深入的探讨与研究，并仿真数据中心无缝迁移的具体过程。

关键词：数据中心；服务器虚拟化；大二层；vxlan；无缝迁移

Second tier technology through vxlan

Seamless migration of enterprise data center

Abstract

Based on the growing business volume of data center, it has become a trend to increase the service processing capacity of server through server virtualization. Server virtualization has brought about the migration of data center while meeting the business needs of data center. The business data of data center is undoubtedly important and huge, so in the process of data center migration, To ensure that the services provided by data center are not interrupted, we can use the technology of big and second layer based on vxlan to transfer data center seamlessly. This paper attempts to make a deep study and Research on the technology of big tier 2 by analyzing the implementation scheme of the second layer, and simulate the specific process of seamless migration of data center.

Key words: Data Center; Server virtualization; The second floor; vxlan； Seamless migration

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 新型网络架构--大二层网络 1

1.1 传统数据中心的网络架构 1

1.2 服务器虚拟化的趋势 2

1.3 虚拟机的动态迁移 3

1.4 虚拟机化的优势 3

1.5 虚拟机动态迁移对网络的影响 4

1.6 大二层网络的介绍 4

第二章 二层网络的核心问题 5

2.1 环路的由来 5

2.2 环路的解决 5

2.2.1 通过划分VLAN来缩小广播域的规模 5

2.2.2 通过破环协议来防止环路的产生 5

第三章 传统的二层技术为啥不能支持大二层 7

3.1 VLAN的问题 7

3.2 xSTP的问题 7

第四章 三种大二层网络的实现方法 8

4.1 虚拟化 链路聚合 8

4.1.1 中心思想 8

4.1.2 技术局限性 8

4.2 仿三层转发机制 8

4.2.1 中心思想 9

4.2.2 技术原理 9

4.3 overlay思想 10

4.3.1 中心思想 10

4.3.2 技术原理 10

第五章 VXLAN的基本介绍 12

第六章 用VXLAN实现企业数据中心的无缝迁移仿真模拟 14

6.1 拓扑分析： 14

6.2 实验步骤： 14

6.2.1 实现底层网络的全连通 14

6.2.2 开启虚拟终端接口并分配VNI 16

6.2.3 创建广播域关联VNI，配置广播域内成员的接口实例 17

6.2.4 实现站点到VXLAN网络端口的直连 17

第七章 总结 19

致谢 20

参考文献(References) 21

第一章 新型网络架构--大二层网络

在论文的讨论开始之前，我们先了解清楚一个概念，什么是大二层网络？首先要明确大二层网络的应用场景----数据中心，它出现的真正原因是要解决虚拟机的动态迁移这一需求，而为了提高数据中心服务器的利用率和业务的处理能力，数据中心普遍采用了服务器虚拟化技术。当然相较于普通的分支机构、园区网等网络而言，大二层网络其实并没有什么特别的研究意义。下面先来大体了解一下传统数据中心的网络结构。

1.1 传统数据中心的网络架构

图 1.1 传统数据中心拓扑

根据上面搭建的拓扑图我们可以了解到，这种传统的数据中心网络架构其实和分支机构、园区网等网络的架构大体上是差不多的，这种网络架构的确可以实现数据中心基本的业务需求，但是他是一个刚性网络，不灵活，很死，所以说到底它只能算是“分店”，当进行大规模的业务拓展或者数据中心迁移这种特殊需求时，“分店”肯定是完成不了这种需求的，这时就要想一种新型网络架构，不搭设“分店”，而直接搭设“总店”的网络架构，这时，大二层的理念就被构思出来。

传统的企业数据中心之所以采用这种刚性的网络架构，一方面这种网络的机构方式本就十分成熟，二层的vlan加上各种冗余防环的生成树，还有三层的一些路由协议可以轻易的进行设备的部署和网络的搭建，而且这种传统的网络结构也满足数据中心分类处理业务的特点。当因为不可抗力因素或者因为业务需求需要进行业务的转移时时，就揭开了刚性网络的痛---数据中心的迁移问题。

1.2 服务器虚拟化的趋势

其实在数据中心中运行着的服务器，他们的利用率是非常低的，通常连百分之20都不到，这不仅十分费电，还占用了极大的机房空间。这是，服务器虚拟机技术的提出就很好的改善了这种现状，试想一下，如何让一个服务器达成几个服务器的业务量，这几年，服务器虚拟化可谓是风生水起，一台物理的服务器就可以在服务器里面虚拟出非常多的虚拟机，一些比较牛的刀片服务器甚至可以虚拟出5000台逻辑服务器即我们俗称的虚拟机VM，每台虚拟机VM都是独立存在的，有着自己独立的IP/MAC地址、操作系统和应用，且都可以独立的运行，然后它们通过这台物理服务器内部的虚拟交换机与外面的实际网络连接。

服务器虚拟化大大提高了服务器的利用率，节约了大量的电力消耗和空间占用，所以服务器虚拟化向数据中心等提供改造等业务，来降低客户的运维成本已然成为一种趋势

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