大二层网络概述

最新推荐文章于 2025-11-17 14:55:17 发布
原创 最新推荐文章于 2025-11-17 14:55:17 发布 · 1.1w 阅读 · 59 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#网络 #交换机 #分布式

本文探讨了从三层网络到大二层网络的转变，分析了虚拟机动态迁移的需求，介绍了实现大二层网络的新技术，包括网络设备虚拟化、TRILL/SPB等路由化二层转发技术、Overlay技术及EVN技术，总结了各种技术的优缺点。

大二层网络概述

以园区和传统（非虚拟化）数据中心代表的三层网络

  • 核心层：核心交换机、网关及其他安全设备等；
  • 汇聚层：主要是汇聚交换机，在硬件设备上可能和核心交换机一致，承载功能不同；
  • 二层交换：因为存在冗余交换设备，很容易形成环路，因此用xSTP协议破环（将环路屏蔽）；
  • 三层路由：通过路由协议，路由表获取最佳转发路径，不会出现转发路径的循环；
    在这里插入图片描述
  • 部署容易，硬件为主
  • 符合数据中心分区分块的架构

Why 大二层网络

虚拟机动态迁移

  • 用户层面无感知

  • 管理员

    • 灵活调配
    • 服务器资源
    • 物理服务器的维修和升级

  • 虚拟机

    • 业务不会中断
    • IP地址不变
    • 运行状态不变

  • 因此，虚拟机的动态迁移只能在同一个二层域中进行

  • 而传统的三层架构，因为xSTP性能限制，同一个二层域最多50个网络节点，限制了迁移的能力

实现大二层网络的新技术

网络设备虚拟化

目前主流的网络设备虚拟化有很多种：横向虚拟化技术（华为的CSS、istack,新华三的IRF，锐捷的VSU等），纵向虚拟化技术（华为的SVF），跨设备虚拟化技术（如华为的M-LAG），虚拟交换技术（华为的VSS）等。这些技术的产生都是为了迎合复杂多样的业务需求而产生。

  • 将冗余的网络设备组合，虚拟化成一台逻辑网络设备，呈现为一个网络节点
  • 链路聚合技术等
  • 无需部署破环协议将冗余的网络设备组合，虚拟化成一台逻辑网络设备

框式设备：堆叠技术CSS

在这里插入图片描述

盒式设备：堆叠技术iStack

在这里插入图片描述

框盒/盒盒：混堆积技术SVF

在这里插入图片描述

优缺点

  • 网络逻辑简洁
  • 管理维护简单
  • 但是和其他技术相比，网络规模更小
  • 技术都是厂商的私有技术，只能使用同一厂商设备进行组网
  • 构建中小POD级大二层网络

参考链接

http://www.elecfans.com/tongxin/123/20151229396326.html

https://cloud.tencent.com/developer/article/1484933

TRILL/SPB等路由化二层转发技术

TRILL

  • IS-IS协议
    在这里插入图片描述
参考资料

新华三TRILL白皮书：http://www.h3c.com/cn/d_201505/868803_30003_0.htm

Overlay技术

  • IT厂商主导，上面的两类技术是由设备厂商主导的；
  • 以VXLAN（Vmware提出）、VCGRE（微软提出的）为代表；
  • 通过隧道封装的方式；
  • 相当于虚拟化成了一个巨大的交换机；
  • 用x86服务器承载虚拟交换机的功能；
  • Overlay和Underlay承载网络两个控制平面，运维管理困难

EVN技术

传统数据中心二层互联

VPLS或者VPLS over GRE
缺点：

  • 配置复杂
  • 带宽利用率低
  • 网络部署成本大
  • 网络资源消耗高

EVN

二层网络互联VPN技术，VXLAN的扩展
在这里插入图片描述

技术与应用总结

在这里插入图片描述

大二层网络（叶脊网络）
zdd56789的博客
10-11 1117
大二层网络、叶脊网络
大二层网络详解
qq_39980997的博客
08-05 950
摘要：大二层网络通过扩展传统二层网络范围（如跨数据中心、园区网），满足云计算、虚拟化等场景需求。核心技术包括VXLAN（Overlay方案，支持大规模广播域和跨地域互联）和TRILL（Underlay方案，提升多路径转发效率）。典型应用涵盖虚拟机迁移、跨数据中心容灾和大型园区网统一管理。优势在于简化架构和灵活扩展，但面临广播风暴风险、复杂度高及性能开销等挑战。选型需权衡业务需求（如IP不变性）与网络规模，VXLAN适合跨地域场景，而传统方案仍适用于小规模网络。大二层网络本质是逻辑简化与物理复杂性的平衡。
大二层网络技术
02-14
通过文档学习，能够学习大二层网络知识，openstack网络等
OpenStack 怎么搭建私有云？混合云扩容 + 运维优化
最新发布
IT99_的博客
11-17 1071
用 OpenStack 搭建私有云不难！从硬件环境准备、镜像源配置，到 Kolla-Ansible 部署实操，再到混合云弹性扩容、边缘云本地化部署，附 Prometheus 监控、Ceph 存储优化、安全加固方案，帮企业提升资源利用率至 80%+，降低 IT 成本。
基于eNSP的校园网
xiaolong1155的博客
03-20 2万+
一 前言 1.1 选题的目的和意义 在传统的校园网网中，网络通常是三层结构。三层网络结构是采用层次化架构的三层网络，有三个层次：核心层(网络的高速交换主干)、汇聚层(提供基于策略的连接)、接入层(将工作站接入网络)。网络结构相对复杂，网络管理人员比较幸苦，需要对各个网络设备进行配置。因此本次设计引入大二层校园网络。 大二层校园网用户全部在核心交换机上认证，汇聚、接入设备不需要维护复杂的网络协议，层次清晰，架构稳定，方便管理，易于扩展和维护。 1.2 主要研究内容 校园网通常包括:校园一卡.....
大二层网络(转载)
热门推荐
JackyZeng的博客
11-22 3万+
背景介绍 最近在项目中经常有学校提出需要把网络改造成大二层的网络，但是对大二层网络又不是很了解，今天收集整理了华为关于大二层的比较系统的介绍，一起分享同时自己也学习一下。 目前校园网络中有很多还是采用原来的架构网关在接入层，或者虽然有一台很强悍的核心，但由于采用传统的二层组网方式，也会有一些风险，如：单链路没有冗余、通过VLAN划分也无法很好地防止环路，运行了防环协议但由于网络收敛的问题导致网...
大二层网络专题知识.pptx
04-20
6. **技术概述**：大二层网络涉及的技术包括虚拟化路由、二层转发技术、STP协议等。这些技术帮助设计和部署数据中心网络，支持虚拟化环境下的高效运行。 7. **体系结构**：在大二层网络中，体系结构的设计需要考虑...
大二层扁平化网络概述-云实施.docx
08-15
扁平化网络结构，又称为大二层扁平化网络，旨在简化网络层次，提升效率。在扁平化网络中，服务器之间的交互更为直接，数据服务器可以绕过接口层服务器，直接将结果返回给客户端。这种模型减少了数据在网络中的跳转...
大二层网络技术.doc
10-11
【大二层网络技术概述】 大二层网络技术主要解决传统STP（Spanning Tree Protocol）在大型网络中带来的效率低下、带宽利用率不足、路径不可优化以及维护困难等问题。STP通过创建一棵生成树来避免二层网络中的环路，...
图文解析大二层网络及VxLAN技术
捡贝壳的青年Blog
01-09 9669
关于大二层网络和VxLAN技术的理解 明确使用场景：大二层网络是针对大型数据中心场景的一种网络环境。 解决什么问题：解决数据中心的服务器虚拟化之后的虚拟机动态迁移此特定需求而设计。
大二层网络-基础篇
weixin_33937778的博客
07-26 2003
一、传统数据中心网络架构：传统的数据中心网络通常都是二层+三层网络架构，如下图所示。   我们看到这种零售行业的“加盟店”形式架构，以及与之相对应的“三层到边缘”架构，以及我们下面要谈到的“大二层”架构，就相当于“直营店”了。之所以采用这种网络架构，是因为这种架构非常成熟，相关的二三层网络技术（二层VLAN+xSTP、三层路由）都是成熟的技术，可以很容易的进行部署，也符合数据中心分区分模块的业务特...
OVN大二层网络解决方案-V1.0
12-09
OVN兼容主流网络厂商的大二层网络技术，虚拟交换机技术。将两台物理交换机作为单一逻辑虚拟交换机运行隧道技术。通过在二层报文前插入额外的帧头，并采用路由计算的方式控制数据的转发L2 over L3技术，将二层数据报文封装在三层报文中，跨越中间的三层网络实现两地二层网络的互通
闲话大二层
10-11
闲话大二层分四个章节：1 闲话大二层网络(1)—数据中心为什么需要大二层网络？2 闲话大二层网络(2)—传统的二层网络为啥大不起来？3 闲话大二层网络(3)—如何实现真正意义上的大二层网络？4 闲话大二层网络(4)—跨数据中心的大二层网络怎么实现？
大二层网络架构
IT技术
08-17 4226
极简二层树形组网更符合SDN发展趋势,SDN需要一个极简的二层物理网络，这种二层简化了SDN控制器的自动化编排和智能运维，提升了网络的即插即用能力，新建网络建议优选二层网络架构。 何为即插即用: 在部署网络设备时要做到即插即用，必须要设备先录入sdn控制器，一般可以通过APP扫码录入，扫码后自动识别序列号和mac地址 ...
大二层网络学习
云上笛暮
05-13 1633
参考：https://blog.51cto.com/shxke/1958917 https://e.huawei.com/cn/videos/cn/2015/201511021540
三层网络架构与大二层
2201_75790470的博客
05-28 2031
华为,juniper:借用运营商网络思想，采用BRAS 设备 配合QINQ技术隔离广播，实现的产品是华为的ME60 或者junoperMX960 可以容纳5-6万人的园区网。因为虚拟机迁移 需要再二层网络中迁移，需要保持迁移前后 ip+mac+vlan保持不变， vxlan 能够在三层的网络中构建一个二层隧道网络。三层架构的优缺点:三层架构常用于大型网络架构，如高校，三甲医院，工厂园区等等，汇聚层:主要实现流量的汇聚，可以做设备堆叠，可以配置策略控制，路由选择。3.网络文档，编制和排版较为复杂。
探索Kubernetes的大二层网络：原理、优势与挑战
展望、进击
04-07 644
在云原生领域，Kubernetes (K8s) 已经成为容器编排的事实标准☁️📦。为了支撑其灵活的服务发现和负载均衡🔍🔄，K8s采用了大二层网络的设计理念🕸️。本文将深入探讨大二层网络的工作原理、带来的好处✨，以及面临的挑战和解决方案❗🛠️。
大二层网络及该网络架构达到的目的
weixin_49317683的博客
12-06 1450
一是：为了便于管理和进行企业内部网络的流量调度，这些分布于不同地理位置的数据中心往往需要处于同一个二层网络之下，以保证它们的流量可以在网络层以下进行多路径路由，以及负载均衡等控制。另外一个原因是：满足企业对其内部网络的规模有着不断扩展的需求。因此，需要在原有数据中心网络互连的基础上，构建一张可以允许二层协议通信的覆盖网络。在数据中心互连领域，通常将这样的覆盖网络称为大二层网络。 ...
大二层
03-21
### 大二层网络架构及其实现技术 #### 什么是大二层网络？ 大二层网络是指一种基于数据链路层（第二层）的网络结构，主要用于实现局域网内设备之间的高效通信。其设计目标是提供一个扁平化的网络环境，以支持大规模的数据中心部署和虚拟化应用的需求[^2]。 #### 大二层网络的特点 1. **简化通信过程** 大二层网络通过扁平化的设计，减少了传统三层网络中的多级转发环节，使设备间可以直接进行通信，从而降低了网络延迟并提升了带宽利用率。 2. **降低成本** 随着 L2 桥接设备的技术进步和成本下降，大二层网络在硬件采购方面更具经济性。此外，由于网络结构简单，管理和维护的工作量也随之减少，进一步降低了总体拥有成本 (TCO)。 3. **提高可扩展性** 大二层网络支持更大规模的网络部署以及更加灵活的拓扑结构。借助虚拟化技术，可以动态分配和调度网络资源，增强了系统的适应能力和弹性。 4. **解决虚拟机动态迁移问题** 在云计算环境中，虚拟机需要在同一子网内完成迁移操作而不改变 IP 地址、MAC 地址或 VLAN ID。为了突破物理位置限制，VXLAN 技术被广泛应用于三层数字网络之上构建逻辑上的二层隧道网络，实现了跨地域的大二层互联功能[^4]。 #### Spine-Leaf 架构概述 当前最流行的实现方式之一便是采用 “Spine-Leaf 二层网络架构 + VXLAN Overlay Network”。其中 spine-leaf 是指由两部分组成的一种新型数据中心网络模型——叶子节点负责接入服务器端口；而脊椎则承担起不同叶子间的互连职责。这种分布式的核⼼⽹络不仅具备⾼度冗余特性还能确保任意两点之间路径最优，非常适合现代高密度计算场景下的东西向流量处理需求[^3]。 以下是该架构的一些关键要素： - **Leaf 节点**: 连接到服务器或其他终端设备，充当边缘交换角色。 - **Spine 节点**: 提供高速骨干连接，在多个 Leaf 节点之间建立全互通关系。 - 扩展性强：只需增加新的 Spines 或 Leaves 即可线性扩容整个系统容量，并且不会影响现有性能表现。 #### VXLAN 技术简介 VXLAN（Virtual Extensible LAN），即虚拟可扩展局域网协议，利用 UDP 封装机制将 Ethernet 帧封装进标准 IPv4/IPv6 数据包里传输至远端站点后再解封还原原始帧内容。这种方法有效解决了传统 MAC-in-MAC 方案存在的地址空间有限等问题，同时提供了高达 16M 的独立广播域数量来满足超大型 DCI 应用场合的要求。 下面是一个简单的 Python 函数演示如何创建基本的 VXLAN 接口配置命令： ```python def create_vxlan_interface(vni, source_ip, destination_ip): """ 创建 VXLAN 接口的基础配置模板 参数: vni (int): VXLAN 网络标识符 source_ip (str): 本端源IP地址 destination_ip (str): 对端目的IP地址 返回: str: 完整的接口配置字符串 """ config_template = f""" interface vxlan {vni} no shutdown vxlan id {vni} vxlan local ip address {source_ip} vxlan remote ip address {destination_ip} exit """ return config_template.strip() print(create_vxlan_interface(10001,"192.168.1.1","192.168.2.1")) ``` 以上脚本能帮助管理员快速生成针对特定 VNI 设置所需的标准 CLI 指令集以便于实际部署过程中调用执行。 --- ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值