5、云计算数据中心网络架构与L2MP技术解析

云计算数据中心网络架构与L2MP技术解析

1. 虚拟机箱技术与传统技术问题

虚拟机箱技术在一定程度上解决了xSTP技术存在的部分问题，例如在控制平面可通过多进程实现无损升级，当主进程重启时，备用进程正常工作，主进程重启后进行主备切换。不过，虚拟机箱技术也存在带宽浪费的问题，其专用链路用于设备间的状态交换和数据转发，通常会占用设备总带宽的10% - 15%。因此，虚拟机箱技术不能作为数据中心网络（DCN）的唯一网络协议，实际中常用于确保数据中心单节点的可靠性。

xSTP和虚拟机箱技术存在一些主要问题：
- 无法支持具有大量数据的大型DCN。
- 链路利用率较低。

2. L2MP技术的引入

为了解决上述问题，建议采用在三层网络中广泛使用的链路状态路由协议。这类协议不仅支持大量设备，而且无环路，链路利用率高。常见的链路状态路由协议包括开放最短路径优先（OSPF）和中间系统到中间系统（IS - IS），它们支持等价多路径（ECMP）负载均衡，使用最短路径优先（SPF）算法确保流量转发的最短路径并消除环路，能够支持包含数百台设备的大规模网络。

L2MP技术的基本原理是将三层网络的路由技术机制引入到二层网络。传统以太网交换机透明传输数据包，不维护网络链路状态，也不需要显式的寻址机制。而链路状态路由协议通常要求网络中的每个节点可寻址，节点使用该协议计算网络拓扑，再根据拓扑计算转发数据库。所以，L2MP技术需要为网络中的每个设备添加一个类似于IP网络中IP地址的可寻址标识符。

在以太网网络中，交换机和终端的MAC地址包含在以太网帧中。为了将链路状态路由协议应用于以太网网络，需要在以太网头部添加一个帧头用于链路状态