39、网络虚拟化覆盖层与相关控制平面架构解析

网络虚拟化覆盖层与相关控制平面架构解析

1. IP 网络结构及控制平面类型

在 POD 模型中，存在三种角色：叶节点（阶段 1 和 5）、脊节点（阶段 2 和 4）以及结构层（阶段 3）。另一种扩展方式是在东西方向连接 IP 结构层，但这种方式较为复杂。

1.1 仅分布式控制平面的 IP 结构层

为简化讨论，以三阶段 IP 结构层为例，五阶段的概念相同，只是拓扑结构有所变化。IP 结构层由具有转发平面的网络设备组成，数据包通过转发平面在设备间传输，包括叶节点 IP 交换机的转发平面。

在 IP 交换机之间可以运行多种路由协议，如链路状态协议或 eBGP。在中大型数据中心，eBGP 是一种趋势，因为它具有良好的扩展性和多路径能力。当覆盖层支持原生 MPLS 时，实际使用的是 eBGP 标记单播（eBGP - LU）。在这种分布式控制平面模型中，脊节点 IP 交换机将路由从一个叶节点重新通告到另一个叶节点，本质上就是传统的 IP 路由。

1.2 混合控制平面的 IP 结构层

IP 结构层也可以采用混合控制平面，其工作过程如下：
- 拓扑自动发现 ：基于 IP 路由的分布式控制平面（通常是链路状态协议），目的是构建一个内部 IP 底层网络，实现设备间的数据包传输。
- 中央控制器选举 ：拓扑发现后，设备交换内部控制数据包，选举一个脊节点交换机作为中央控制平面的主动控制器，叶节点交换机控制器降级为控制代理，控制代理从中央控制器获取转发指令集。

最终形成一个跨越多个物理设备的虚拟设备，即封装的 IP 结构层。