什么是數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（DCI）？
數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（DCI）是一種實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)中心之間互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)解決方案。數(shù)據(jù)中心是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能的興起，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用日益廣泛。為滿足跨地域運(yùn)營、用戶接入、異地災(zāi)備等場景的需求，越來越多的組織和企業(yè)在不同地域部署多個數(shù)據(jù)中心，此時就需要將多個數(shù)據(jù)中心互聯(lián)起來。
什么是數(shù)據(jù)中心？
隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的持續(xù)發(fā)展，數(shù)據(jù)成為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，而數(shù)據(jù)中心肩負(fù)著數(shù)據(jù)的計算、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的重任，是新基建中最關(guān)鍵的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心主要包括以下核心部件：
計算系統(tǒng)，包括用于部署業(yè)務(wù)的通用計算模塊和提供超強(qiáng)算力的高性能計算模塊等。
存儲系統(tǒng)，包括海量存儲模塊、數(shù)據(jù)管理引擎、存儲專用網(wǎng)絡(luò)等。
能源系統(tǒng)，包括供電模塊、溫控模塊、IT管理模塊等。
數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)聯(lián)接數(shù)據(jù)中心內(nèi)部通用計算、高性能計算和存儲模塊，它們之間的所有數(shù)據(jù)交互都要通過數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。
數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成示意圖
其中，直接承接用戶業(yè)務(wù)的是通用計算模塊，它依賴的物理基本單元是大量的服務(wù)器。如果說服務(wù)器是數(shù)據(jù)中心運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)體，那么數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)就是數(shù)據(jù)中心的靈魂。
為什么需要數(shù)據(jù)中心互聯(lián)？
目前，各類組織和企業(yè)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)已經(jīng)很普遍，但是單一的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)很難適應(yīng)新時代的業(yè)務(wù)需求，迫切需要多數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
當(dāng)前，云計算、智能化等新興業(yè)務(wù)正在快速發(fā)展，相關(guān)的應(yīng)用數(shù)量也在迅速增加，而這些應(yīng)用都強(qiáng)依賴于數(shù)據(jù)中心。因此，數(shù)據(jù)中心所承接的業(yè)務(wù)規(guī)模在迅猛增長，單個數(shù)據(jù)中心的資源很快就會不足。受限于數(shù)據(jù)中心建設(shè)的占地和能源供應(yīng)等因素，單個數(shù)據(jù)中心不可能無限擴(kuò)容，當(dāng)業(yè)務(wù)規(guī)模增長到一定程度時，就需要在同城或異地建設(shè)多個數(shù)據(jù)中心。此時，多個數(shù)據(jù)中心之間需要互聯(lián)起來，協(xié)同配合完成業(yè)務(wù)的支撐。
此外，在經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，為了實現(xiàn)共同的商業(yè)成功，同一行業(yè)內(nèi)以及不同行業(yè)的企業(yè)之間需要經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)層面的共享、合作，這也要求不同企業(yè)的數(shù)據(jù)中心之間進(jìn)行互聯(lián)互通。
近年來，數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)已經(jīng)從以Web服務(wù)為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽品?wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)為中心，相關(guān)組織和企業(yè)的用戶范圍早已不受地域的限制。特別是在移動互聯(lián)網(wǎng)非常普及的情況下，用戶期望可以隨時隨地享受到高質(zhì)量的服務(wù)。為了滿足上述訴求，并進(jìn)一步提升用戶體驗，具備條件的企業(yè)通常在不同的地域建設(shè)多個數(shù)據(jù)中心，從而方便跨地域用戶的就近接入。這就要求業(yè)務(wù)部署可以跨數(shù)據(jù)中心，需要支持多數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。
跨地域用戶接入
如今，人們的日常工作越來越依賴于各種應(yīng)用系統(tǒng)，這些應(yīng)用系統(tǒng)的連續(xù)性依賴于數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時，數(shù)據(jù)安全、業(yè)務(wù)的可靠性和連續(xù)性也越來越被重視，備份和容災(zāi)已經(jīng)成為了剛性需求。現(xiàn)實環(huán)境是一個充滿不確定性和各類風(fēng)險的環(huán)境，數(shù)據(jù)中心時刻面臨著各種自然災(zāi)害、人為攻擊、偶然事故等潛在的威脅，通過在異地部署多數(shù)據(jù)中心來提高業(yè)務(wù)連續(xù)性、健壯性以及數(shù)據(jù)的高可靠性和可用性，已逐步成為業(yè)界普遍認(rèn)可的有效解決方案。要在不同數(shù)據(jù)中心之間部署備份和容災(zāi)方案，首先需完成數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)。
異地備份和容災(zāi)
伴隨著云計算商業(yè)模式的逐步成熟，各類應(yīng)用和傳統(tǒng)IT服務(wù)都在“上云”，云業(yè)務(wù)正在成為新的價值中心。因此，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向云化數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為主流趨勢。虛擬化和資源池化是云化數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵特征，其核心思想就是將數(shù)據(jù)中心的最小功能單元由物理主機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)閂M（Virtual Machine，虛擬機(jī)）。這些VM與物理位置無關(guān)，資源占用可彈性伸縮，而且支持跨服務(wù)器、跨數(shù)據(jù)中心自由遷移，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部以及跨數(shù)據(jù)中心的資源整合，形成統(tǒng)一的資源池，大幅度提升資源利用的靈活性和效率。而數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)是實現(xiàn)VM跨數(shù)據(jù)中心遷移的前提，因此，數(shù)據(jù)中心互聯(lián)也是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心虛擬化和資源池化的重要環(huán)節(jié)。
虛擬化和資源池化
數(shù)據(jù)中心互聯(lián)有哪些可選方案？
為了更好的滿足云化數(shù)據(jù)中心的需求，許多數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案應(yīng)運(yùn)而生，例如華為數(shù)據(jù)中心交換機(jī)（CloudEngine系列）、華為數(shù)據(jù)中心控制器（iMaster NCE-Fabric）、智能網(wǎng)絡(luò)分析平臺（iMaster NCE-FabricInsight），提供了以下兩種推薦的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案。
端到端VXLAN方案
基于端到端VXLAN隧道的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)是指：多個數(shù)據(jù)中心的計算、網(wǎng)絡(luò)都是統(tǒng)一的資源池，統(tǒng)一由一套云平臺和一套iMaster NCE-Fabric集中管理，多個數(shù)據(jù)中心是統(tǒng)一的端到端VXLAN域，用戶的VPC（Virtual Private Cloud，虛擬私有云）和子網(wǎng)可跨數(shù)據(jù)中心部署，可直接實現(xiàn)業(yè)務(wù)互通，其部署架構(gòu)如下圖所示。
端到端VXLAN方案架構(gòu)示意圖
該方案中，多數(shù)據(jù)中心之間需建立端到端的VXLAN隧道。如下圖所示，首先要求數(shù)據(jù)中心之間Underlay路由互通；其次，在Overlay網(wǎng)絡(luò)層面，兩個數(shù)據(jù)中心的Leaf設(shè)備之間要部署EVPN。這樣兩端的Leaf設(shè)備通過EVPN協(xié)議發(fā)現(xiàn)彼此，并通過EVPN路由互相傳遞VXLAN封裝信息，從而觸發(fā)建立端到端的VXLAN隧道。
端到端VXLAN隧道示意圖
該方案主要用于匹配Muti-PoD場景。PoD（Point of Delivery）是指一組相對獨立的物理資源，Multi-PoD是指用一套iMaster NCE-Fabric管理多個PoD，多個PoD組成一個端到端的VXLAN域。這種場景適用于同城近距的、規(guī)模不大的多個數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)。
Segment VXLAN方案
基于Segment VXLAN隧道的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)是指：在多數(shù)據(jù)中心場景下，每個數(shù)據(jù)中心的計算、網(wǎng)絡(luò)都是獨立的資源池，分別由各自的云平臺和iMaster NCE-Fabric獨立管理，每個數(shù)據(jù)中心是一個獨立的VXLAN域，數(shù)據(jù)中心之間需要再建立一個DCI VXLAN域才能實現(xiàn)互通。而且，用戶的VPC和子網(wǎng)都在各自的數(shù)據(jù)中心內(nèi)部署，因此，不同數(shù)據(jù)中心之間的業(yè)務(wù)互通還需更上層的云管理平臺統(tǒng)一編排，其部署架構(gòu)如下圖所示。
Segment VXLAN方案架構(gòu)示意圖
該方案中，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部、數(shù)據(jù)中心之間都要分別建立VXLAN隧道。如下圖所示，首先要求數(shù)據(jù)中心之間Underlay路由互通；其次，在Overlay網(wǎng)絡(luò)層面，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的Leaf設(shè)備與DCI網(wǎng)關(guān)之間，以及不同數(shù)據(jù)中心的DCI網(wǎng)關(guān)之間都要部署EVPN。這樣相關(guān)設(shè)備通過EVPN協(xié)議發(fā)現(xiàn)彼此，并通過EVPN路由互相傳遞VXLAN封裝信息，從而觸發(fā)建立Segment VXLAN隧道。
Segment VXLAN隧道示意圖
數(shù)據(jù)中心互聯(lián)需要哪些關(guān)鍵技術(shù)？
VXLAN在本質(zhì)上屬于一種隧道技術(shù)，能夠在任意路由可達(dá)的網(wǎng)絡(luò)上疊加二層虛擬網(wǎng)絡(luò)，通過VXLAN網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)VXLAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的互通，同時，也可以實現(xiàn)與傳統(tǒng)的非VXLAN網(wǎng)絡(luò)的互通。VXLAN采用MAC in UDP封裝技術(shù)來延伸二層網(wǎng)絡(luò)，將以太報文封裝在IP報文之上，通過IP路由在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，中間設(shè)備無需關(guān)注VM的MAC地址；而且IP路由網(wǎng)絡(luò)無網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)限制，具備大規(guī)模擴(kuò)展能力，使VM遷移不受網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)限制。關(guān)于VXLAN技術(shù)的更多信息，可參考“深度：什么是VxLAN？”。
EVPN是下一代全業(yè)務(wù)承載的VPN解決方案。EVPN統(tǒng)一了各種VPN業(yè)務(wù)的控制面，利用BGP擴(kuò)展協(xié)議來傳遞二層或三層的可達(dá)性信息，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面的分離。隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的深入發(fā)展，EVPN和VXLAN已逐步融合起來。VXLAN引入EVPN協(xié)議作為控制面，從而彌補(bǔ)了VXLAN起初無控制面的不足；EVPN使用VXLAN作為公網(wǎng)隧道，從而使EVPN在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等場景中得到了更加廣泛的應(yīng)用。
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