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云计算规模数据中心路由技术正在发展演进
作者: Harris编译 2018-03-15 12:50 【机房360】

数据中心路由正在发展和演进。有些人甚至可能会说,“终于有了进步了。”业界在电信和企业网络环境中使用传统路由协议已经采用的太久。现在是数据中心创建有效满足其特定需求的路由协议的时候了,尤其是对于超高可靠性、规模和自动化能力。

鉴于此,国际互联网工程任务组(IETF)最近承认数据中心的路由需求与WAN不同,现在是为数据中心引入新的路由协议的时候了。IETF的链路状态矢量路由(LSVR)工作组已经成立,致力于解决这个问题。

混合路由

有许多趋势推动了这种新的数据中心特定协议的需求。当然,这一切都始于云计算服务的爆炸性增长,这正在增加数据集的大小、视频、大数据和互联网连接的传感器是其中的罪魁祸首。遍历这些数据集的Web服务越来越能够访问更多的数据以改善结果,并可以在共驻应用程序之间共享大量数据。

所有这些都对网络提出了更高的要求,以支持这些海量数据集的处理流水线。传统数据中心的服务器流量总量目前大约每12-15个月翻一番。

为了解决这种带宽增长问题,数据中心采用了多层次的超大规模数据中心交换拓扑,而不是采用复杂的高度工程化的WAN交换机。这种更具成本效益和模块化的方法也增加了流量流量的复杂性。导致出现各种各样的拓扑结构,例如Clos,多层叶脊,hypercube和Toroidal,它们对通过数据中心网络分配流量的最佳方式以及对更好的路由协议的需求提出了不同的要求。

首先,也是最重要的一点,现有的路由协议并不能很好地支持多路径,等价转发。这尤其是边界网关协议(BGP)的一个缺点,它不使用网络拓扑信息来优化带宽、延迟和其他网络资源。传统上,这在许多内部网关协议(IGP)(例如使用诸如ECMP、UCMP、IP快速重路由(无环路替代方案)和共享风险链路组(SRLG)的技术的开放最短路径优先协议(OSPF)或ISIS)中可用。然而,在数据中心的超大规模环境中使用这些技术来改进流量工程并改善底层流量并非易事。

其次,云计算数据中心没有公共访问可以大规模运行的高质量开源IGP路由栈。同样,由于IGP协议行为的性质,大规模可扩展数据中心(MSDCs)必须花费大量工作来修改硬件交换机堆栈,以便在硬件线路卡和协议进程之间串联运行控制协议数据包。

第三,大规模可扩展数据中心也担心在数百甚至数千交换单元的规模上运行基于广播的路由协议的协议开销。这些大型数据中心难以配置比如开放最短路径优先协议(OSPF)区域等扩展技术。

第四,网络可管理性是一个关键问题,维护数以百计的独立交换机堆栈和配置听起来令人望而生畏。

为响应这些要求,链路状态矢量路由(LSVR)工作组的任务是开发和记录一个新的IPv4/IPv6混合路由协议,该协议结合了链路状态和路径向量路由机制。链路状态矢量路由(LSVR)工作组将利用现有的BGPIPv4/IPv6传输,数据包格式和边界网关协议(BGP)的错误处理来促进链路状态矢量路由信息的分发。

链路状态矢量路由(LSVR)协议将使用链路状态向量信息来计算路由表,类似于链路状态IGP技术,如OSPF或ISIS。LSVR将有效地显示传统上只能记入链路状态路由协议的功能,但是现在在超大规模的数据中心。SDN也不会被遗忘,并且从头开始构建在链路状态矢量路由(LSVR)中。最后,链路状态矢量路由(LSVR)协议配置可以使用简化的IPv6链路本地对等模型,提供操作配置和安全简化。

数据中心与20年前存在的WAN网络大不相同。基于SDN的控制时代和向超大规模物联网,基于云计算和实时体验服务的转变推动了数据中心对混合路由协议的需求。混合路由协议(如基于BGP的LSVR)将在超云数据中心规模实现更多自动化,更多动态性和更多可编程性。最后,业界正在目睹数据中心底层的创新,但其技术在过去的20年里一直没有变化。


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