在典型的企業(yè)級數(shù)據(jù)中心部署中數(shù)據(jù)中心可能跨地域部署，并且會有不同的業(yè)務(wù)部署在跨地域的數(shù)據(jù)中心里。這就意味著網(wǎng)絡(luò)要有能力在兩個或者多個數(shù)據(jù)中心之間進行擴展，從而讓跨地域的業(yè)務(wù)之間可以進行二三層通信。華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)支持基于EVPN VxLAN 的兩個及以上數(shù)據(jù)中心的連接，簡稱DCI(Data Center Interconnect)，即華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)支持多數(shù)據(jù)中心之間以MP-BGP EVPN 作為控制平面的VxLAN Overlay網(wǎng)絡(luò)。
VxLAN 概述
顧名思義，VXLAN旨在提供與VLAN相同的以太網(wǎng)二層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，但具有更大的擴展性和靈活性。與VLAN相比，VXLAN具有以下優(yōu)點:
在整個數(shù)據(jù)中心靈活放置多租戶段:它提供了一種解決方案，在底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上擴展二層網(wǎng)絡(luò)段，以便租戶工作負載可以放置在跨數(shù)據(jù)中心的物理Pod上。
可擴展性更強，可訪問更多的二層網(wǎng)段:VLAN使用12位的VLAN ID來訪問二層網(wǎng)段，因此只能訪問4094個VLAN。VXLAN使用一個24位的段ID，稱為VXLAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符(VNID)，它可以使1600萬個VXLAN段同時存在于同一個管理域中。
更好地利用底層基礎(chǔ)設(shè)施中的可用網(wǎng)絡(luò)路徑:VLAN使用生成樹協(xié)議(Spanning Tree Protocol) 預(yù)防環(huán)路，通過阻塞冗余路徑，最終網(wǎng)絡(luò)中的一半網(wǎng)絡(luò)鏈路不被有效使用。VXLAN報文在底層網(wǎng)絡(luò)中基于三層報頭進行傳輸，可以充分利用三層路由、ECMP (equal-cost multipath)路由和鏈路聚合協(xié)議，使用所有可用路徑。
VXLAN是一種基于三層網(wǎng)絡(luò)的二層Overlay方案。它使用MAC地址封裝在UDP報文中 (MAC-in-Udp)來提供一種跨數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)擴展二層網(wǎng)段的方法。VXLAN是一種在公共物理基礎(chǔ)設(shè)施上支持靈活的、大規(guī)模的多租戶環(huán)境的解決方案。物理數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議是IP + UDP。
VXLAN 報文格式：
MP-BGP EVPN 控制平面概述
MP-BGP EVPN是基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的VxLAN控制協(xié)議。在EVPN之前，VxLAN Overlay網(wǎng)絡(luò)以flood-and-learn模式運行。在這種模式下，終端主機信息學(xué)習(xí)和VTEP發(fā)現(xiàn)都是數(shù)據(jù)平面驅(qū)動的，不需要控制協(xié)議在VTEP之間分發(fā)終端主機可達信息。MP-BGP EVPN改變了這種模式。它為遠程VTEP背后的終端主機引入了控制平面學(xué)習(xí)。它實現(xiàn)了控制平面和數(shù)據(jù)平面的分離，為VxLAN Overlay網(wǎng)絡(luò)的二層轉(zhuǎn)發(fā)和三層轉(zhuǎn)發(fā)提供了統(tǒng)一的控制平面。
華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了MP-BGP EVPN的控制平面，提供了如下主要的優(yōu)點：
MP-BGP EVPN協(xié)議基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，允許多廠商互操作。
它使控制平面學(xué)習(xí)終端主機第二層和第三層可達信息，使組織能夠建立更健壯和可擴展的VxLAN Overlay網(wǎng)絡(luò)。
采用穩(wěn)定的MP-BGP VPN技術(shù)，支持可擴展的多租戶VxLAN Overlay網(wǎng)絡(luò)。
EVPN地址族攜帶二層和三層可達信息，從而在VxLAN Overlay網(wǎng)絡(luò)中提供完整的橋接和路由。
通過對本地VTEP進行基于協(xié)議的主機MAC/IP路由分配和ARP (Address Resolution Protocol)抑制，最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)泛濫。
DCI互聯(lián)
華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的DCI之間互聯(lián)方式有多種，根據(jù)需求的不同可構(gòu)建特定的互聯(lián)方式。
DC之間直接EBGP互聯(lián)
DC首先IBGP接入軟件網(wǎng)關(guān)，軟件網(wǎng)關(guān)之間EBGP互聯(lián)
DC直接互聯(lián)
DC間直接互聯(lián)要求DC間控制器以及DC間數(shù)據(jù)通路三層互通。
當(dāng)DC間控制器直接互聯(lián)時，DC間支持豐富的功能集。其中Route Target路由條目作為MP EVPN的擴展屬性，可以在DC間定制VPN路由，從而避免DC間巨量路由交互， 降低控制面帶寬損耗。
DC之間通過軟件網(wǎng)關(guān)互聯(lián)
華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)關(guān)(華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)GW)作為重要的輔助組件在DCI中扮演著VNI MAPPING的重要角色。SDN控制器中的路由條目通告給華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)GW， 華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)GW根據(jù)配置面的VNI MAPPING信息將轉(zhuǎn)換EVPN路由中的Vxlan ID，Route Target以及修改路由下一跳為華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)GW，然后通告給遠端華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)GW。遠端華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)GW再將以上信息根據(jù)配置修改后，將路由通告在于其互聯(lián)的DC。
DC間網(wǎng)絡(luò)二層互通
DC間二層互通的場景下
各DC中需要構(gòu)建L2 BGP VPN，配置全局Route Target。
當(dāng)DC中各自的虛擬網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)到BGP VPN上后，華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器將虛擬網(wǎng)絡(luò)路由以BGP EVPN type 2類型通告到遠端DC。
Type2 路由格式：
遠端DC根據(jù)路由的擴展屬性Route Target將路由導(dǎo)入到相應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)中，在二層表中安裝對應(yīng)路由。
華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器type2 路由
此外華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)支持Type3 類型路由，數(shù)據(jù)面根據(jù)Type3 類型路由生成頭端復(fù)制列表。并在二層表中生成廣播列表，進而使得當(dāng)Overlay網(wǎng)絡(luò)中存在靜默主機時，主動發(fā)送ARP請求獲取對端虛擬工作負載的ARP地址。
Type3 路由格式：
華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器上的Type3路由條目
二層通信時虛機請求同網(wǎng)絡(luò)虛機ARP地址，獲取ARP地址后，查詢二層橋接表，下一跳地址為遠端DC Vtep或者如果有軟件網(wǎng)關(guān)的場景下軟件網(wǎng)關(guān)Vtep地址。 將原始報文封裝后，外層報文為udp + vxlan， vxlan id為路由通告時攜帶的Label。
內(nèi)外層報文如下圖所示：
DC間網(wǎng)絡(luò)三層互通
DC間三層通信的場景下，即為Vxlan Routing的場景。Vxlan Routing需要借助三層VNI，
三層VNI提供路由的路由實例上下文。
首先需要在各DC中創(chuàng)建Vxlan Routing路由器，將虛擬網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)到Vxlan Routing路由器上。
再者創(chuàng)建L3 BGP VPN以及相應(yīng)的Route Target， 將Vxlan Routing路由器關(guān)聯(lián)到L3 BGP VPN上。
當(dāng)虛擬路由器關(guān)聯(lián)到L3 BGP VPN上后，虛擬網(wǎng)絡(luò)的路由會以EVPN type5路由發(fā)布，type5路由格式如下。
華云軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器的Type 5路由
上層為三層通信時報文封裝示例，內(nèi)層報文的DMAC為遠端VTEP的MAC地址，提供路由上下文。外層VXlan頭部的VNI為三層VNI，提供三層路由上下文。當(dāng)報文到達遠端DC時，根據(jù)三層VNI確認(rèn)路由的路由實例。
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