构建弹性的数据中心虚拟化网络

构建弹性的数据中心虚拟化网络

腾讯易明华2023/2/41IIIIII目录网络虚拟化的需求&背景腾讯在数据中心网络虚拟化的实践SDN价值&未来展望2023/2/42腾讯IDC承载的海量业务海量设备高带宽、高可靠快速部署弹性伸缩、动态扩容安全隔离2023/2/43数十万台服务器数万台网络设备+IDC网络或跨IDChypervisorhardware计算虚拟化给网络的挑战网络边界模糊网络运营复杂度提升IP地址需求成倍放大业务安全隔离hypervisorVMVMhardware大二层网络网络策略联动高带宽、低延迟虚拟网络物理网络网络拓扑变得复杂网络设备呈指数级增长网络运营复杂度提升计算虚拟化推动网络虚拟化需求特征网络需求网络快速调整网络规模弹性伸缩网络属性自由迁移业务灵活扩展云计算基本特征低成本、标准化硬件自动化、自服务动态调配、弹性伸缩虚拟化、分时/区共享集中资源池的共享网络虚拟化制约计算虚拟化2023/2/46缺乏可编程、灵活的网络控制能力虚拟机无法跨网迁移

广播域大小限制了大二层网络的规模缺乏全局视图无法做到智能调度虚拟机、业务仍然被物理网络所束缚Vlan只能提供有限的租户隔离能力网络虚拟化网络虚拟化滞后于计算虚拟化，主要原因是网络高度受硬件设备局限！传统网络下的网络虚拟化技术2023/2/47服务器及网卡EVB数据中心内VN-LINKVMDQSR-IOVDCBFCoEMR_IOVSPBTRILLIRF/VPCQFabric10GE/40GEVXLANNVGRE数据中心间OTVLISPEVPNVPLS其他LB业务接入VPNIPS/IDSFirewall其他STT其他其他VDC/MDC网络设备越来越复杂，响应业务的周期越来越长，运营越来越复杂影响结果局部优化，解决部分问题，但未能从根本上解决SDN:数据中心网络虚拟化革新2023/2/48SDN解耦了数据、控制及应用平面，创造一个可编程的网络；SDN简化控制平面软件，抽象转发逻辑，提供整网业务控制能力。SDKDatabaseCLISNMPWebAgentPortAggrPipeLineAISCSTPSecurityRoutingACLService…PipeLineAISCOpenFlowAgentActionFlowMatchSDK简化集中标准控制与转发分离高度弹性可编程动态扩展高效自动化集中控制SDN的各大派系2023/2/49控制器应用应用应用流转发APIOpenFlow控制器应用应用应用APIRestFulNetConf流转发流转发流转发EAPI控制平面专有转发芯片传统网络设备流表+Action流转发设备虚拟机Firewall通用服务器虚拟化虚拟机Router网络设备厂商的SDN：ONF的SDN：运营商的SDN(NFV)：基于OF流表转发的SDN网络架构，给传统网络厂商带来巨大的冲击，但同时给网络应用提供了丰富的想象空间Loadbalancer其他网络功能模块2023/2/410IIIIII目录网络虚拟化的需求&背景腾讯在数据中心网络虚拟化的实践SDN价值&未来展望OVS+VXLAN+SDN构建虚拟化网络CCCCTTT物理机HypervisorVMVMVMOVS物理机HypervisorVMVMVMOVS物理机HypervisorVMVMVMOVS

L3Fabric

虚拟机通过OVS接入网络用户通过标签隔离虚拟机IP可任意分配虚拟网络与物理网络解耦虚拟网络内部类二层通信

虚拟机与实体机通过虚拟网关通信Label（vxlanID）L2RedBlueGreenVirtualNetwork2023/2/411Label（vxlanID）L2Label（vxlanID）L2逻辑架构OVS物理网络转发面虚拟网络转发面控制管理面业务模块通过VNO提供的接口实现灵活的业务扩展VNO控制所有转发逻辑实现智能调度运行在server上的OVS与vGW根据流表执行虚拟网络转发实现快速部署报文通过物理网络透明传输，实现弹性伸缩VTEPOVSVTEPOVSVTEPvGWVTEPvGWVTEPvL2vFWvLB…业务逻辑2023/2/412RestfulRestfulRestfulVNO（VirtualNetworkOrchestrator）

VNO（VirtualNetworkOrchestrator）

USM（UnifiedSwitchMagager）

USM（UnifiedSwitchMagager）

弹性虚拟网络VirtualPhysicalOVSOVSOVSVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMvGW非虚拟化not-overlayL2，L4~L7网络业务功能软化，随时满足业务需求二层网络由实变需，突破物理网络限制，无广播域网络可编程，灵活虚拟网络之间安全隔离2023/2/413VirtualNetworkVMVMVirtualNetworkVMVMVMVMVMVirtualNetworkXXoverlayoverlay安全隔离安全隔离虚拟网络IP突破传统子网束缚2023/2/414POD1POD210.10.5.0/2410.10.8.0/24VirtualNetwork172.16.1.0/2410.10.1.0/24192.168.5.0/24172.16.1.0/24PhysicalCompute,NetworkPhysicalCompute,NetworkPOD310.10.9.0/24PhysicalCompute,NetworkPOD410.10.10.0/24PhysicalCompute,NetworkVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVM10.10.2.0/2410.10.2.0/24172.16.1.0/24虚拟大二层解决虚拟机迁移2023/2/415CCCCTTT物理机HypervisorVMVMVMOVS物理机HypervisorVMVMOVS物理机HypervisorVMVMVMOVSRedBlueGreenVirtualNetwork云管理中心SDNController1.通知虚拟机迁移2.删除VM转发流表4.更新VM的VTEP信息3.增加VM的转发流表虚拟机可以跨网迁移虚拟二层网络可以弹性伸缩虚拟机网络属性快速联动Controller快速更新转发流表虚拟机迁移过程中物理网络无感知

DickVaughn-FCB状态同步ControllerControllerControllerControllercluster虚拟网络状态维护（虚拟网络状态、虚拟网络与物理网络的映射关系、Overlay网络状态）转发逻辑控制（虚拟网络内部，虚拟网络与物理网络的映射关系）控制器集群虚拟网络管理（Security，Qos，Webservcie…）2023/2/416效果大规模高性能高可靠弹性伸缩连接虚拟网络与物理网络2023/2/417VMVMVMVM21外部网络SubnetA43外部网络SubnetBVMVMVMVML3网络L3网络VirtualNetworkaVirtualNetworkbControllervGW（服务器集群或网络设备）映射逻辑2023/2/418IIIIII目录网络虚拟化的需求&背景腾讯在数据中心网络虚拟化的实践SDN价值&未来展望

SDN给我们带来了什么2023/2/419价值挑战控制器可靠性、稳定性、性能SDN网络运营芯片成熟度未来展望统一、灵活、弹性网络服务（业务服务化