云時(shí)代數(shù)據(jù)中心SDN網(wǎng)絡(luò)解決方案

1、數(shù)據(jù)中心SDN網(wǎng)絡(luò)解決方案三月19云時(shí)代數(shù)據(jù)中心SDN網(wǎng)絡(luò)解決方案未來數(shù)據(jù)中心趨勢(shì)和需求第一部分基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案第二部分SDN網(wǎng)絡(luò)解決方案關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程第三部分目錄CONTENTS專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)2第一部分第二部分第三部分目錄專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)下一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的主要趨勢(shì)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)

2、專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)傳統(tǒng)DC面臨的挑戰(zhàn)：業(yè)務(wù)開通時(shí)間長(zhǎng)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)傳統(tǒng)DC面臨的挑戰(zhàn)：業(yè)務(wù)的彈性擴(kuò)展Requirement：Infrastructure Resource has no care about locationCurrent：Service Scalability is limited by physical DCOne Logic InfrastructurePE1PE2Bearer NetworkDC 1DC 2PE1PE2Bearer Netw

3、orkDC 1DC 2 L3 connection between DCs. They take each other as the external user. virtualized infrastructure resource and L2 connection between DCs. Several Physical DCs compose one logic DC through L2 connection.專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)傳統(tǒng)DC面臨的挑戰(zhàn)：4K V

4、LAN無法滿足多租戶需求專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 未來數(shù)據(jù)中心趨勢(shì)和需求第一部分基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案第二部分SDN網(wǎng)絡(luò)解決方案關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程第三部分目錄CONTENTS專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)7第一部分第二部分第三部分目錄專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)SDN+VxLAN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案整體架構(gòu)用戶云平臺(tái)基于OpenStack架構(gòu)，負(fù)責(zé)DC業(yè)務(wù)的整體協(xié)同，包括存儲(chǔ)、計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)。NetMatrix

5、北向通過RESTful與Neutron plug-in互通，與云平臺(tái)協(xié)同實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。南向通過Netconf與SDN控制器、防火墻互通，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)模版定義和業(yè)務(wù)發(fā)放。SDN ControllerSDN控制器集中控制基于OVS的NVE，基于TOR的NVE，以及網(wǎng)絡(luò)VxLAN GW，通過協(xié)同層獲取VM與NVE的映射關(guān)系，從而構(gòu)建VxLAN Fabric，并通過轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)的集中下發(fā)，消除對(duì)組播技術(shù)的依賴。SDN控制器北向通過Netconf與NetMatrix互通。SDN控制器南向采用OpenFlow向基于OVS的NVE、基于TOR的NVE以及VxLAN-GW下發(fā)OF流表。集中式VxLAN GW基于硬件轉(zhuǎn)發(fā)

6、引擎的VxLAN GW，支持OpenFlow協(xié)議，通過集中式部署，不但避免流量繞行，還可提升業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)效率和性能。NVE：Network Virtualization EdgeNVE即可以部署在服務(wù)器，也可以部署在TOR，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景下的需求；NVE支持OpenFlow，由SDN控制器集中控制。Enterprise Services Bus統(tǒng)一門戶運(yùn)營(yíng)模塊運(yùn)維模塊自維護(hù)模塊用戶云平臺(tái)Plug-inRESTful APIL3 NetworkNVE1Server-1VM1OVSVM2TOR-1NVE2Server-2VM3OVSVM4TOR-2Server-nVM5OVSVM6TOR-nVxLA

7、N-GW-1VxLAN-GW-2FW2FW1SDN ControllerOpenFlow APINetMatrixNetconf APINVE3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備NVE服務(wù)器NVENovaSwiftNeutron專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)L3 NetworkNVE1Server-1VM1OVSVM2TOR-1Server-2VM3OVSVM4TOR-2Server-nVM5OVSVM6TOR-nVxLAN-GW-1VxLAN-GW-2FW2FW1SDN ControllerOpenFl

8、ow API不依賴IP組播構(gòu)建VxLAN overlay Tunnel用戶云平臺(tái)NovaNeutronPlug-in租戶通過Portal定制業(yè)務(wù)，云平臺(tái)通過業(yè)務(wù)定制模版提取信息，并為租戶分配VNI和VLAN等資源VM Center收集host MAC, host IP以及NVE IP信息，并維護(hù)他們之間的映射關(guān)系，通過協(xié)同層將映射關(guān)系發(fā)給NetMatrix，最終由SDN控制器向NVE下發(fā)OF流表部署基于OVS的NVENVE部署在服務(wù)器：當(dāng)物理服務(wù)器初始化時(shí)，VM Center將記錄服務(wù)器、OVS及NVE IP之間的映射關(guān)系NVE部署在TOR：當(dāng)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)，VM Center靜態(tài)配置T

9、OR NVE IP與物理服務(wù)器之間的映射關(guān)系當(dāng)VM建立或上線時(shí)，通過靜態(tài)或DHCP方式獲取IP地址，VM Center將記錄該VM的MAC和IP，并維護(hù)該VM與NVE IP之間的映射關(guān)系VM Center將VM與NVE的映射關(guān)系上報(bào)給協(xié)同層的Nova協(xié)同層的Nova將VM與NVE的映射關(guān)系通知給Neutron最終，控制器通過協(xié)同層Neutron獲取到VM與NVE的映射關(guān)系，向NVE下發(fā)OpenFlow流表PortalOpen API ( RESTful )NetMatrixNetconfNVE3NVE2專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專

10、業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)方案一： NVE部署在服務(wù)器用戶云平臺(tái)L3 NetworkNVE1Server-1VM1OVSVM2TOR-1NVE2Server-2VM3OVSVM4TOR-2Server-nVM5OVSVM6TOR-nSwiftNovaNeutronVxLAN-GW-1VxLAN-GW-2FW2FW1Plug-inRESTfulSDN ControllerOpenFlow APINetMatrixNetconfNVE3NVE部署在服務(wù)器服務(wù)器支持VxLAN NVE：VxLAN封裝與解封裝，出服務(wù)器報(bào)文封裝成VxLAN；網(wǎng)絡(luò)集中部署VxLAN網(wǎng)關(guān)：實(shí)現(xiàn)不

11、同子網(wǎng)VxLAN報(bào)文交互。SDN Controller：集中控制OVS NVE和VxLAN GW通過協(xié)同層獲取VM信息以及與NVE的映射關(guān)系集中管理控制MAC、ARP集中下發(fā)OpenFlow流表，消除對(duì)IP組播技術(shù)的依賴聯(lián)調(diào)工作量大：需要SDN控制器與基于OVS的NVE聯(lián)調(diào)，以及聯(lián)通云平臺(tái)的協(xié)同層與NetMatrix聯(lián)調(diào)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)方案二： NVE部署在TORTOR支持VxLAN NVE：VxLAN 封裝解封裝，并且具備VxLAN和VLAN的橋接轉(zhuǎn)換功能。網(wǎng)絡(luò)集

12、中部署VxLAN網(wǎng)關(guān)：VxLAN封裝解封裝; 不同子網(wǎng)VxLAN報(bào)文交互。SDN Controller：集中控制TOR NVE和VxLAN GW通過協(xié)同層獲取VM信息以及與NVE的映射關(guān)系集中管理控制MAC、ARP集中下發(fā)OpenFlow流表，消除對(duì)IP組播技術(shù)的依賴聯(lián)調(diào)工作量小：該方案在協(xié)同層之下已經(jīng)具備演示條件，當(dāng)前只需要與協(xié)同層聯(lián)調(diào)即可實(shí)現(xiàn)整體的集成演示用戶云平臺(tái)L3 NetworkServer-1VM1OVSVM2TOR-1Server-2VM3OVSVM4TOR-2Server-nVM5OVSVM6TOR-nSwiftNovaNeutronVxLAN-GW-1VxLAN-GW-2FW

13、2FW1Plug-inSDN ControllerNetMatrixNVE部署在TORNVE3NVE1NVE2OpenFlow APINetconfRESTful專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)方案三： NVE混合部署方案用戶云平臺(tái)L3 NetworkServer-1VM1OVSVM2TOR-1Server-2VM3OVSVM4TOR-2Server-3VM5OVSVM6TOR-3SwiftNovaNeutronVxLAN-GW-1VxLAN-GW-2FW2FW1Plug-inSD

14、N ControllerNetMatrixNVE3NVE1NVE2Server-nVM7OVSVM8TOR-nNVE4NVE同時(shí)部署在服務(wù)器和TORTOR支持VxLAN NVE：VxLAN 封裝解封裝，并且具備VxLAN和VLAN的橋接轉(zhuǎn)換功能。服務(wù)器支持VxLAN NVE：VxLAN封裝與解封裝，出服務(wù)器報(bào)文封裝成VxLAN；網(wǎng)絡(luò)集中部署VxLAN網(wǎng)關(guān)：VxLAN封裝解封裝; 不同子網(wǎng)VxLAN報(bào)文交互。SDN Controller：集中控制TOR NVE和VxLAN GW通過協(xié)同層獲取VM信息以及與NVE的映射關(guān)系集中管理控制MAC、ARP集中下發(fā)OpenFlow流表，消除對(duì)IP組播技術(shù)的

15、依賴NVE可以靈活部署，滿足不同租戶需求，按照SLA向租戶提供不同等級(jí)的虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)VIP租戶，要求高可靠性、高性能普通租戶，對(duì)性能要求不高VAS1VAS2VAS3VAS1VAS2VAS3VAS PoDVAS PoDOpenFlow APINetconfRESTful專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)方案對(duì)比方案二可以解決流量繞行、性能瓶頸、QoS等問題；方案三更加靈活，可滿足不同場(chǎng)景和用戶的需求，建議后續(xù)可向方案三演進(jìn)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 未來數(shù)據(jù)中心趨

16、勢(shì)和需求第一部分基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案第二部分SDN網(wǎng)絡(luò)解決方案關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程第三部分目錄CONTENTS專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)14第一部分第二部分第三部分目錄專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)InternetSDN+VxLAN解決方案關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程主機(jī)和網(wǎng)路創(chuàng)建1主機(jī)上線自動(dòng)探測(cè)2VxLAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)主機(jī)間的通信3主機(jī)下線時(shí)的自動(dòng)同步5VM遷移時(shí)的自動(dòng)同步6VAS業(yè)務(wù)自動(dòng)化Service Chain7L3 NetworkNVES

17、erver-1VMOVSVMTOR-1NVEServer-2VMOVSVMTOR-2NVEServer-nVMOVSVMTOR-nVxLAN-GW-1VxLAN-GW-2FW2FW1SDN ControllerOpen API(OpenFlow)用戶云平臺(tái)SwiftNeutronPlug-inPortalNova1234756跨VxLAN網(wǎng)絡(luò)間的主機(jī)4面向租戶的虛擬路由器網(wǎng)關(guān)88NetMatrixOpen API(Netconf)RESTful專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)Nov

18、a主機(jī)上線自動(dòng)探測(cè)Portal方法一：IT VM center通過協(xié)同層通告主機(jī)上線映射關(guān)系至SDN控制器當(dāng)物理服務(wù)器初始化時(shí)，VM Center將記錄服務(wù)器、OVS及NVE IP之間的映射關(guān)系當(dāng)VM建立或上線時(shí)，通過靜態(tài)或DHCP方式獲取IP地址，VM Center將記錄該VM的MAC和IP，并維護(hù)該VM與NVE IP之間的映射關(guān)系VM Center將VM與NVE的映射關(guān)系上報(bào)給協(xié)同層協(xié)同層最終將VM MAC、IP、VNI、VLAN、NVE IP的映射關(guān)系下發(fā)給SDN控制器方法二：網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)探測(cè)并感知主機(jī)上線NVE通過DHCP snooping或ARP proxy等技術(shù)提取出VM MAC、VM

19、 IP信息，并記錄與其對(duì)應(yīng)的NVE IP之間的映射關(guān)系VM CenterDHCP Ack packet or ARP request through Openflow方法二專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)VxLAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)主機(jī)間的通信VM1發(fā)送ARP請(qǐng)求(SMAC:MAC1，SIP:IP1，DMAC:?，DIP：IP3）OVS1更新本地MAC轉(zhuǎn)發(fā)表NVE1通過Openflow消息向SDN控制器發(fā)送ARP請(qǐng)求SDN控制器查表找出與NVE2相關(guān)聯(lián)的MAC3，同時(shí)控制器通過Openflow

20、消息將ARP請(qǐng)求發(fā)給NVE2OVS2更新本地MAC轉(zhuǎn)發(fā)表OVS2向?qū)?yīng)子網(wǎng)廣播ARP請(qǐng)求VM3發(fā)送ARP響應(yīng)OVS2更新本地MAC轉(zhuǎn)發(fā)表ARP響應(yīng)通過IP路由轉(zhuǎn)發(fā)至NVE1OVS1更新本地MAC轉(zhuǎn)發(fā)表NVE1發(fā)送ARP Reply給VM1L3 NetworkNVE1Server-1VM1OVS1VM2TOR-1TOR-2NVE2Server-nVM3OVS2VM4TOR-nVxLAN-GW-1VxLAN-GW-2FW2FW1SDN ControllerOpen API(OpenFlow)1ARP RequestSMAC: MAC1SIP: IP1DMAC: ?DIP: IP323Openflo

21、w ARP Request Pack_in (SMAC: MAC1SIP: IP1DMAC: ?DIP: IP3)4Openflow ARP Request Pack_out (SMAC: MAC1SIP: IP1DMAC: ?DIP: IP3)5ARP RequestSMAC: MAC1SIP: IP1DMAC: ?DIP: IP36ARP ReplySMAC: MAC3SIP: IP3DMAC: MAC1DIP: IP178910ARP ReplySMAC: MAC3SIP: IP3DMAC: MAC1DIP: IP111專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)

22、 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)Nova主機(jī)下線時(shí)的自動(dòng)同步PortalVM CenterARP Detect packet方法一：IT VM center通過協(xié)同層通告主機(jī)下線消息至SDN控制器VM自動(dòng)下線，VM Center通告消息給協(xié)同層，協(xié)同層同時(shí)將消息通知給SDN控制器，控制器刪除與之相關(guān)的條目信息物理服務(wù)器下線，需手動(dòng)方式通告相關(guān)信息給SDN控制器方法二：網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)探測(cè)并感知主機(jī)下線SDN控制器周期性的發(fā)送ARP探測(cè)消息給主機(jī)，如果主機(jī)故障無響應(yīng)，SDN控制器將刪除與之相關(guān)的條目信息方法一方法二用戶云平臺(tái)SwiftNeutronPlug-

23、in專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù) 專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)專業(yè)品質(zhì) 卓越服務(wù)VAS增值業(yè)務(wù)自動(dòng)發(fā)放L3 NetworkTOR-2VxLAN-GW-1VxLAN-GW-2FW2FW1SDN ControllerPortalNeutronPlug-in 用戶云平臺(tái)1. 租戶通過Portal申請(qǐng)安全增值業(yè)務(wù)NVE3NVE3租戶通過Portal申請(qǐng)安全增值業(yè)務(wù)Neutron通知NetMatrix建立防火墻安全策略Neutron通知SDN控制器針對(duì)需要引導(dǎo)至防火墻處理的業(yè)務(wù)流，建立相應(yīng)的OpenFlow流表NetMatrix選擇增值業(yè)務(wù)的部署位置，并向該防火墻下發(fā)安全策略SDN控制器向?qū)?yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（VxLAN-GW1）下發(fā)OpenFlow流表，從而將流量引導(dǎo)至防火墻VM1發(fā)出的流量送至VxLAN-GW1，在VxLAN-GW1上命中OpenFlow流表并被轉(zhuǎn)發(fā)至FW1處理Net