資料中心 Datacenter Extreme Networks IP Fabric 建構應用

 

Extreme 的 IP Fabric支援簡單的隨插即用資料中心網路；伺服器和網路虛擬化；嵌入式自動化以簡化配置，通過開放式API實現完全可程式設計性，高可用性和可見性，以及當今市場上最好的擴展能力。

 

本解決方案使用了 Extreme Networks 的 8000 系列/SLX 交換器和路由器產品，目的在滿足當今最苛刻的資料中心環境的需求。 Extreme Networks平台針對IP Fabric交換矩陣和邊界路由進行了優化，可提供動態擴展和敏捷性，使資料中心架構師能夠針對當前使用和未來增長設計其網路。SLX平台的另一個重要功能是通過Extreme Networks的整合應用程式託管提供的嵌入式網路可見性。這種獨特的無處不在的可視性架構是從頭開始設計的，它利用SLX-OS軟體和平台硬體功能的創新組合，在不影響正常網路操作或性能的情況下為單位提供極佳的網路可視性管理。

 

重要的是，利用提供 Extreme Fabric Automation 應用程式，可以輕鬆移轉到 IP Fabric 交換矩陣。這種差異化應用建立在微服務架構之上，可自動配置Extreme IP Fabric。此外，與 ExtremeCloud IQ - Site Engine 的整合可透過真正的單一管理平台介面達到整個網路的端到端管理、監控、分析和可見性。

 

 

圖 1 IP Fabric Solutions

 

 

IP Fabric交換矩陣概述

Extreme 的 IP Fabric 解決方案利用流行的 IP Clos 架構、等價多路徑 （Equal-Cost Multi-Path，ECMP）  路由和成熟的 8000 系列/SLX 交換器和路由產品構建而成。Extreme  的 8000 系列/SLX 平台建置部署在Spine-Leaf中，是 IP Fabric 的架構模組，提供無阻塞和可擴展的框架。Extreme Data Center 產品群組包括廣泛的平台，每個平台都是專門為其在網路中的位置而構建的，涵蓋leaf、spine、super spine、core核心、border邊界和 data center interconnect資料中心互連 （DCI）。提供了平台選擇的靈活性，根據埠密度和頻寬要求選擇合適的平台。借助 Extreme IP Fabric，客戶可以利用 BGP-EVPN 和 VXLAN 開放標準達成無控制器網路虛擬化覆蓋，以擴展第 2 層和第 3 層的可達性，從而確保輕鬆、安全的可擴展性。

 

作為 Extreme 開放式資料中心設計堆疊不可或缺的一部分，Extreme BGP-EVPN 網路虛擬化根據底層基礎設施平台、交換矩陣和自動化構建，以提供簡化和安全的網路運維。IP Fabric 解決方案利用 BGP 底層和使用 VXLAN 的 EVPN 覆蓋，在資料中心提供簡單性、互操作性和橫向擴充功能。這允許客戶構建任何網路無需不斷重新調整網路即可調整大小。BGP 形成交換矩陣的底層網路。在結構中，每個leaf都連接到每個spine，並形成 BGP 鄰居關係。 該 IP Fabric 交換矩陣使用 ECMP 在所有鏈路之間分配流量，從而提供現代資料中心所需的頻寬和彈性。 該解決方案提供動態擴展和敏捷性，提供對現有使用和未來增長設計網路。

 

IP Fabric交換矩陣 spine-leaf  Clos 網路通常具有三個階層（進入端階層、中間端階層和出口端階層），無阻塞主幹交換的架構提供了多條路徑使流量通過，從而確保彈性和最佳性能。IP Fabric spine-leaf三階層 Clos 的架構包括：

 

·          Leaf：提供與資料中心網路中端點的連接，例如伺服器和儲存設備。Leaf 提供 VXLAN 端點功能，也可以稱為架頂式 （ToR） 交換器，可以建置部署在單交換器或雙交換器中，以達到伺服器/存儲冗餘連接。伺服器可以採用single-homed方式連接到leaf交換器，也可以使用多機箱中繼 （MCT） 以dual-homed方式連接到leaf交換器，以取得額外的彈性。

·           Spine：提供 leaf交換器之間互連的 spine主幹。Spine主幹的主要作用是參與leaf交換器之間流量轉發的控制平面和資料平面操作。

網路架構師/管理員可以根據需求，輕鬆添加spine和leaf設備，以增加東西向流量的路徑多樣性和頻寬，從而達成更高的應用性能和彈性。

 

圖 2 IP Fabric spine-leaf  三階層 Clos 架構

 

 

需要更大規模的單位可以構建IP Fabric優化的五階層5 stage Clos超級主幹 super-spine網路。super-spine超級主幹網路由多個 spine主幹資料中心 Pod(Performance Optimized Datacenter) 組成，這些 Pod 通過第三組更高級別的 spine主幹交換器連接。與標準IP Fabric交換矩陣一樣，Super Spine超級主幹網路支援高彈性和冗餘連接。簡而言之，這些是多個與 super spine互連的三階層 3 stage Clos Pod，從而建置一個更大的、優化的五階層5 stage Clos 結構，並在 Pod 之間具有三階層 3 stage Clos第 3 層連接。

 

圖 3 IP Fabric spine-leaf 五階層 Clos 架構

 

 

IP-Fabric 規劃設計原則

•  The AS number assignment :

•    2-byte AS number provides a maximum of 1023 private AS numbers (ASN 64512 to ASN 65534).

•   4-byte private AS numbers, If the IP fabric is larger than 1023 devices, we recommend using ASN range: ASN 4,200,000,000 to 4,294,967,294.

•  Each leaf in a PoD is assigned its own AS number

•   Leafs advertise the server subnets directly into BGP

•  All spines inside a PoD belong to one AS

•  All super-spines are configured in one AS

•  Edge or border leafs belong to a separate AS

•  Each leaf peers with all spines using eBGP

•  Each spine peers with all super-spines using eBGP

•  Each border leaf peers with all super-spines using eBGP

•  No BGP peering occurs between nodes in the same layer

 

 

Extreme Fabric Automation

Extreme深知，如果沒有自動化，資料中心網路就無法跟上數位轉型的步伐。網路配置設定速度慢、複雜、耗時且容易出錯。隨著頻寬繼續以指數級的速度增長，比以往任何時候都更快，簡單、智慧和適應性強的基礎設施（可以以雲速度進行設定配置）的重要性是首要要求。Extreme Fabric Automation 直接滿足了這一需求，提供整合自動化和內置驗證功能，以提供簡化的隨插即用資料中心結構。從初始建置部署到資料中心生命週期，Extreme Fabric Automation 可簡化配置並簡化網路運營。

•  第 0 天：交換矩陣基礎結構設定（建立/讀取/監視/更新/刪除）
•  第 1 天：租戶服務預配（啟用新端點）
•  第 2 天：移動/新增/更改（生命週期管理）

Extreme Fabric Automation 通過簡化和加速交換矩陣基礎設施和租戶服務的配置，為各種規模的資料中心網路提供前所未有的創新，而無需額外的複雜伺服器硬體。借助這種根據微服務的工具，即插即用結構現已成為現實，只需幾個簡單的命令，架構即可在幾秒鐘內完成設定配置，然後可以同樣輕鬆快速地添加租戶。Extreme Fabric Automation 使客戶能夠在幾分鐘而不是幾天內自行啟動並運行其資料中心網路，而無需外部顧問的協助。

 

圖 4 Extreme Fabric Automation

 

 

Extreme Fabric Automation 在 8720、8520、SLX 9740、SLX 9250 或 SLX 9150 平台的 TPVM（第三方虛擬機）上運行，也稱為整合應用程式託管。無需下載其他軟體，因為它預載了交換器/路由器。只需啟用 TPVM 和應用程式即可開始自動化。如果需要，Extreme Fabric Automation 也可以託管在標準伺服器虛擬機的外部。Extreme Fabric Automation 使用根據行業標準的開放式 API 可程式設計介面，以最快、最高效的方式提供建置部署、設定配置和自動化單個或多個資料中心 IP Fabric 網路的最簡單方法。所有建置部署選項都提供北向 API，可整合到任何編排平台中，從而為網路和端點配置建置整體無縫的體驗。此外，還提供高可用性。如果一個 Extreme Fabric Automation關閉，叢集中的另一台伺服器將保持 Extreme Fabric Automation 配置的可用性並確保連續運行。

 

通過利用這項創新技術，您可以使用應用程式中的三個簡單命令，在幾秒鐘內設定配置BGP、EVPN 和 VXLAN 協定的IP Fabric交換矩陣資料中心。無需擔心每台交換器使用特定的 CLI手動設定配置，從而大大減少了啟動新 IP Fabric交換矩陣所需的時間。應用程式將在設定配置之前驗證所選的網路拓撲，以確保在執行自動化之前 100% 的準確性。使用相同的方法向IP Fabric交換矩陣添加更多交換器或從IP Fabric交換矩陣中刪除交換器，根據需要快速簡單地擴展或縮減 IP Fabric交換矩陣。

 

Extreme Fabric Automation還為Fabric服務提供了一個整合點，能夠與生態系統供應商（即VMware vCenter，Microsoft SCVMM） 整合Openstack、Kubernetes 等）。Extreme Fabric Automation 彌合了實體基礎架構與伺服器虛擬化、存儲網路和超融合基礎架構關鍵元件編排之間的差距。提供整合建置無縫體驗，並減少當今大多數網路中存在的手動接觸點數量。自動化消除了準備虛擬機和啟用底層網路基礎架構之間的延遲。當虛擬機在編排工具（如VMware vCenter或Microsoft SCVMM），Extreme Fabric Automation將在網路中的適當交換器埠上動態設定配置關聯的VLAN，並通過VXLAN在整個網路中啟用第2層擴展。以類似的方式，自動化還將在虛擬機停用時刪除交換器設定配置，或者在主機之間遷移虛擬機期間移動埠設定配置檔。借助 Extreme Fabric Automation，所有這些正常操作都是完全自動化的，無需任何人工干預。

 

 

圖 5 Recommendation Architecture - 5 Stage Clos, Multiple PoD

 

 

圖 6 Recommendation Architecture per POD

 

 

圖 7  Super Spine Architecture

 

 

圖 8 Per POD Spine Architecture

 

 

解決方案優勢摘要

Extreme 解決方案在經過驗證的標準架構上提供卓越的自動化、可見性和分析，解決方案的主要優勢包括：

·           根據標準和可互操作的協定：Extreme的IP Fabric建立在行業標準協定之上，這些協定非常容易理解，為高度可擴展的解決方案提供了堅實的基礎。此外，BGP EVPN 和 VXLAN 等行業標準的疊加控制和資料平面協定用於通過啟用第 2 層通信和虛擬機行動性來擴展第 2 層域和擴展租戶域。

·          主動-主動多機箱中繼 （MCT） 叢集對：通過在leaf交換器上支援MCT叢集對，支援網路終端的dual-homed。這提供了更高的冗餘。此外，由於鏈路是主動-主動的，因此MCT群集為端點提供更高的輸送量。

·        第2層擴展：為了在第3層基礎架構中啟用第2層域擴展，利用了VXLAN封裝。VXLAN 的使用提供了大量的第 2 層域，以支援基礎設施上的大規模多租戶。此外，Extreme BGP EVPN 網路虛擬化為 VXLAN 提供控制平面，支援遠端 MAC 位址和 MAC-IP 綁定的自動 VTEP 發現和控制平面學習，從而消除廣播、未知單播和組播 （BUM） 流量。

·          結構自動化和編排，無需額外費用：為了簡化向IP  Fabric的設定，可以使用Extreme Fabric Automation 應用程式，該應用程式提供隨插即用結構。通過自己動手完成自動化，網路設定配置時間從幾天縮短到幾秒鐘。

·       生態系統整合：與領先的行業解決方案整合，以使用 VMware vCenter、Microsoft SCVVM 和 OpenStack 等常用工具簡化附加服務的編排。

·          適應性：通過可程式設計 ASIC、用於互操作性的開放式 API 以及適應新興速度、標準和協定的面向未來的設計，在資料中心堆疊的所有層提供敏捷性。只需設計一次，即可適應未來需求，並輕鬆調整以滿足業務需求，而無需硬體拆卸和更換。

·          全面可視性：從有線到工作負載的網路可視性，利用整合應用託管提供無處不在的實時監控和智慧自動化操作。ExtremeCloud IQ - Site Engine 為端到端網路提供單一管理平台。此外，與 ExtremeAnalytics 的整合提供了對應用程式遙測的更深入的瞭解，以及有關資料中心網路中正在發生的事情的有價值和及時的資訊。