中國電信浙江公司為解決業務云資源池中網絡資源管理遇到的困境，試點引入VxLAN技術，以此為基礎構建與物理網絡松耦合的網絡虛擬化資源池，進一步探索私有云網絡資源開放的可行性。本文從VxLAN技術的實際部署設計方案出發，解析云資源池引入VxLAN的設計要點，并結合資源池的實際情況，進一步分析引入VxLAN如何為云資源池在網絡資源管理效率方面帶來提升。

　　主要問題

　　中國電信浙江公司自2011年開始研究部署云計算技術，建設了業務云計算資源池。經過幾年的發展和優化，現已基本形成安全、可靠的云計算資源池體系。目前在資源池上已經承載了包括企業信息化系統在內的近300個應用平臺。自2013年開始，伴隨著資源池規模的增大、部署應用系統的增多、業務需求的不斷疊加，網絡能力逐漸成為了資源池演進的瓶頸：網絡集中配置導致業務開通時間越來越長、不同應用的網絡個性需求不斷疊加到基礎網絡上、網絡資源的SLA粒度與資源池其他資源的分配管理互不匹配等。

　　究其原因，我們認為主要存在以下兩點。

　　● 資源池網絡相關設備均是由傳統的IP設備組成，維護人員直接管理、配置和維護物理設備，但是物理設備無法實現高效的動態化。已經可以動態按需分配的計算資源會因物理網絡設備的限制而無法高效地實現自動化供給與調配;不同類型資源的統一快速配置與編排組合還難以做到，快速的自動協同更是不可能;無法滿足多租戶環境下不同客戶對各類資源的統一快速供給需求。

　　● 資源池內共享的網絡資源導致物理設備上配置復雜，各配置信息集中在某些核心設備上，缺乏隔離手段，會出現某一配置出錯，進而導致整個資源池網絡出現故障，并引發業務大面積的中斷，配置壓力也很大。復雜的配置決定網絡的配置必須集中在1~2名對資源池網絡環境非常熟悉并且對各租戶網絡需求充分理解的維護人員上，這不僅需要維護人員的技術水平極高，而且也形成了資源池的配置瓶頸。

　　因此，我們嘗試了“網絡資源池化”：將網絡資源封裝為類似計算、存儲的池化資源進行多租戶管理，并通過SDN網絡管理能力開放的方法，解決上述問題。

　　軟件定義網絡

　　軟件定義網絡(Software-Defined-Network，SDN)技術廣義上是解決云資源池網絡瓶頸的理想方案，其具體的實現方案主要包括以下3種類型。

　　(1)基于專用接口的方案：該類方案的實現思路是不改變傳統網絡的實現機制和工作方式，通過對現有網絡設備的操作系統進行升級改造，使之能夠支持專用的可編程接口供網絡管理系統調用，實現網絡設備的統一配置管理和策略下發，改變原先需要逐臺設備進行登錄配置的手工操作方式;同時這些接口也可用于開發網絡應用，實現網絡設備的軟件編程。其中，最典型的技術產品是思科的onePK(Open Network Environment Platform Kit)。

　　(2)基于疊加網絡的方案：該類方案的實現思路是以現行的IP網絡為基礎，在其上建立疊加的邏輯網絡(Overlay Logical Network)用于屏蔽掉底層物理網絡的差異，實現網絡資源的虛擬化，使得多個邏輯上彼此隔離的網絡分區以及多種異構的虛擬網絡可以在同一共享網絡基礎設施上共存，支持網絡資源的多租戶共享并突破傳統網絡技術對租戶網絡的限制。其中，最典型的技術產品包括VMware NSX及其主導推出的VxLAN、微軟支持的NVGRE、IBM的DOVE等，其中VXLAN利用了現有通用的UDP傳輸，成熟性極高?？傮w比較，VxLAN技術相對具有優勢。VxLAN網絡設備主要有3種角色，分別是VTEP(VXLAN Tunnel End Point)、VxLAN GW(VxLANGateway)、VxLAN IP GW(VxLAN IP Gateway)，均是物理網絡的邊緣設備，而由3種邊緣設備構成了VxLAN Overlay網絡，對于應用系統來說，只與這3種設備相關，與底層物理網絡無關。

　　(3)基于開放協議的方案：這是當前最流行的SDN實現方案，它引入了開放的網絡協議標準，強調網絡中控制與轉發的分離，支持南向網絡設備的集中控制，并提供豐富的北向應用編程接口，能夠有效降低網絡架構復雜度，支持業務驅動的網絡資源靈活調配。其中，最典型的技術成果是由ONF(OpenNetworking Foundation，開放網絡基金會)提出的基于OpenFlow南向控制協議的SDN架構。

　　基于中國電信浙江公司云資源池的現狀和需求，我們選擇了對現網影響最小的疊加網絡方案，同時以VxLAN作為項目實施的核心技術，其主要原因在于：

　　● 大規模云計算資源池對VLAN的需求遠不止4096;

　　● 資源池大量的物理及虛擬服務器的存在，物理交換機上的MAC表項資源面臨耗盡;

　　● 多租戶需要隔離、自主的網絡環境;

　　● 弱化運營商傳統建設采購模式造成的底層物理設備差異性;

　　● VxLAN協議的引入，不會對現有網絡造成大規模的改造工作，改造風險最小。

　　實施方案引入

　　中國電信浙江公司云資源池希望在VMwarevSphere虛擬化平臺基礎之上，借助VxLAN技術實現網絡的虛擬化，使網絡資源成為一種可以按需動態分配的資源，期望能在確保系統安全的前提下通過平滑、穩定升級，實現資源池網絡能力的多租戶開放、自配置、自管理、構建靈活、高效、擴展性強的網絡環境。

　　云資源池網絡現狀

　　中國電信浙江公司云資源池是一個部署在紹興和金華2個物理節點的“雙活統一”資源池，兩物理節點以DWDM互接，節點核心交換機通過跨節點2層虛擬化堆疊實現資源池的邏輯統一，拓撲如圖1。云資源池網絡采用扁平化的網絡架構(核心-接入)。

　　● 核心層采用H3C 12518交換機，負責高速的3層交換。

　　● 接入層主要采用H3C 5500/5800交換機。

　　接入交換機安裝在每個服務器機柜的機架頂，實現服務器網絡接入，但只開啟2層轉發，所有3層網關設置在核心層。核心層和接入層均采用了H3C的IRF2技術，構建了天然無環網絡結構，因此沒有啟用STP (生成樹協議)，所有機架內服務器之間的3層流量需要上行至核心層進行交換。