实现数据中心间互通的纽带——DCI技术

现在的数据中心早已不是一座孤立的机房，而是一个建筑群。一个数据中心可以包含很多个分支数据中心，可以说是一个数据中心群，这些分支数据中心所处的位置不同，却可以通过网络互联起来，共同完成相应的业务部署。像阿里、腾讯、百度等这些大型互联网公司，为了提升客户访问体验，会在不同省会都会建立自己的数据中心分支机构，以便满足不同地区的客户访问需求，数据中心早已不再局限于一座或几座机房。

这些数据中心要协同运转，就需要相互之间交互信息，这就有了互连需求，产生了DCI网络，即Data Center Inter-connect，这里囊括了物理网络层面和逻辑网络层面的技术。要实现不同地区的数据中心互联，有多种方式：可以直接Internet互联，可以使用专线互连，也可以使用光纤直连，还可以增加一些加密手段，防止传输的数据泄露，这里衍生出了很多新的技术，本文就来讲述一下DCI相关的技术，以便大家对DCI有所了解。

实现数据中心间互通的纽带——DCI技术

DCI互联通常有三种方式。一种是网络三层互联，也称为数据中心前端网络互联，所谓“前端网络”是指数据中心面向企业园区网或企业广域网的出口，不同数据中心的前端网络通过IP技术实现互联，园区或分支的客户端通过前端网络访问各数据中心，当主用数据中心发生灾难时，前端网络将实现快速收敛，客户端通过访问备用的数据中心以保障业务连续性;一种是网络二层互联，也称为数据中心服务器网络互联，在不同的数据中心服务器网络接入层，构建一个数据中心间大二层网络，以满足服务器集群或虚拟机动态迁移等场景对二层网络接入的需求;最后一种是 SAN互联，也称为后端存储网络互联，借助DWDH、SDH等传输技术实现数据中心之间磁盘阵列的数据复制。在服务器集群技术普及之前，这三种互联方式都有自己的存在空间，但集群应用普及之后，前两种网络无法适从了。服务器集群是借助集群软件将网络上的多台服务器关联在一起，提供一致的服务，对外表现为一台逻辑服务器。集群软件需要各服务器间采用二层网络互联，才能实现无感知的虚拟机切换。如果采用三层互联，将无法实现虚拟迁移，如果采用二层打通，安全性成为最大隐患，数十个数据中心形成一个二层网络，一个广播风暴就会将所有数据中心搞瘫，所以两种方式都无法适应集群部署的应用，于是乎开始出现了很多DCI专用技术。

MPLS技术

基于MPLS技术的实现方案，要求数据中心之间互联网络是已部署为MPLS技术的核心网，这样可以直接通过VLL和VPLS完成数据中心直接的二层互联。MPLS包括二层VPN技术和三层VPN技术，VPLS协议就是二层VPN技术，标准化程度很高，在很多行业都有部署应用。不过，VPLS技术比较复杂，部署及运维的管理难度较大，各种接入方式和类型都比较多，很多时候VPLS网络建好以后，很多人都不敢去动网络配置，容易出问题。VPLS在国外的网络中常见一些，而在国内VPLS的部署并不多见，更多的是三层MPLS，不过要支持服务器集群应用，就不能靠MPLS了，只能是VPLS。VPLS这种技术，其优点是基于MPLS技术可以较为简单地实现城域/广域网络的部署，缺点是需要核心网/城域网支持MPLS技术，技术复杂不便于维护。

IP隧道技术

IP隧道技术是基于IP技术，在任意IP网络开启相应二层隧道来实现数据中心互联。这个方案摆脱了数据中心之间互联链路的类型限制，是目前的发展方向。IP隧道技术核心思想是通过“MAC in IP”的方式，通过隧道技术穿越三层网络实现二层网络的互通。对MAC地址的学习通过控制平面借鉴IS-IS协议来实现，隧道封装采用类似GRE的动态封装方式，最后可以支持双归属的高可用部署方式。比如思科的OTV，H3C的EVI都是这类技术，这类技术基于IP核心网络的L2VPN，可以完成站点的边缘设备上维护路由和转发信息，而无需改变站点内部和核心网络。即在IP网络上建立隧道，传递经过标签封装后的二层数据报文，从而实现跨数据中心的二层互通。数据中心二层互联方案很大程度上会受限于用户现有的网络类型，这一情况限制了数据中心对二层互联方案的应用推广。IP隧道技术是一种新的组网方案，能够无视互联网络的类型差异而统一组网，实现多个数据中心之间的异构网络二层互联。

VXLAN-DCI隧道技术

VXLAN是基于IP网络、采用“MAC in UDP”封装形式的二层VPN技术，从事网络工作的对此都应该不陌生。现在如火如荼新建的数据中心，网络部分基本都采用的VXLAN技术，这是未来数据中心网络最为重要的技术之一，是实现网络虚拟化的前提。VXLAN隧道只能用于数据中心内部，实现数据中心内部虚拟机的互联。VXLAN-DCI隧道则可用来实现数据中心之间的互联，是一种新型DCI技术，这是部署在VXLAN网络中的重要技术。

从这三种技术不难看出有一个共同特点，都用到了封装，即在原始报文上再增加一层二层报文头，从而实现报文的大二层转发，实现虚拟机可以在所有数据中心之间自由迁移的功能。这些技术充分保留了原有网络的架构，在原有网络上再建设一套虚拟的大二层网络，将所有数据中心二层打通，虽然封装技术增加了报文封装，浪费掉一些网络带宽，但却解决了数据中心互联的大问题。现在SDN技术火热，SDN也可以在数据中心互联中起到很大作用。通过部署SDN，可做到弹性计费，降低运维成本，简化操作。未来的数据中心互联中必将看到SDN的身影。

来源：中国大数据