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12 March 2012 www.spn.com.cn

虚拟化数据中心互联技术浅析

请参考

http://www.cisco.com/go/LISPhttp://www.cisco.com/go/otv

思科 OTV —二层网络扩展技术OTV技术可以为跨任意传输网络的二层

连接扩展，提供运营优化型解决方案。因此，

OTV 对于分布式数据中心的高效部署发挥着

关键作用，有助于实现应用可靠性和灵活的工

作负载迁移。OTV是一项“MAC in IP”技术。

通过使用 MAC地址路由规则，OTV 可提供一

种叠加（overlay）网络，能够在分散的二层域

之间实现二层连接，同时保持这些域的独立性

以及IP互联的容错性、永续性和负载均衡优势。

下图说明了这种工作机制。

经过十几年的建设和高速发展，金融行

业和大多数大企业已经建设了比较完善的 IT

基础设施和大集中的数据中心模式。但受限于

当时的技术水平，过去的信息化建设几乎每种

应用都配置了各自独享的服务器、存储、接入

网络等 IT 资源，使得应用和资源之间的耦合

度和关联复杂度过大，哪怕是在一个数据中心

内部，资源都无法充分利用，更不用说多个数

据中心的资源了。

在数据中心虚拟化和多数据中心资源调

配的趋势下，思科不断对传统数据中心所使用

的常规网络技术进行革新，打造下一代网络来

承载数据中心的应用、信息和 IT 资源虚拟化

能力。其中包括数据中心级以太网技术（Data

Center Bridge，简称 DCB）、 VDC(虚拟交换

机技术)、VN-Link( 虚拟机感知)，统一网

络 FCoE 融合技术、数据中心大二层网络技术

FabricPath,跨数据中心的大二层互联技术 OTV

以及虚拟化环境的精确定位技术 LISP 等。

数据中心的应用需求分析虚拟化数据中心对原有网络基础设施提

出了新的挑战，譬如需要一个连接跨越地理分

散的数据中心网络，支持大量服务器间的通信

和无缝的移动通信，并有效调配和管理资源。

破解这一难题首先要对虚拟数据中心的

应用之间连接类型以及相关应用进行分析。目

前数据中心的大部分应用都可以基于三层的 IP

路由进行处理，但有些需要基于二层的 IP直接

通讯；如集群应用(Clustered applications) 就

是一个典型的例子；还有虚拟化应用,目前虚

拟化在线资源调配需要二层环境下的 IP直接通

讯；另外数据中心应用搬迁和资源重新分配，

也需要提供跨中心二层环境下的 IP直接通讯。

不同的应用需要不同类型的网络连接特

性。网络的第二层和第三层的连接组合可支

持不同的应用。思科跨数据中心的网络虚拟

化技术，如局域网二层扩展技术OTV（Overlay

Transport Virtualization）、虚拟化精确定位技术

LISP （Locator/ID Separation Protocol）可实现

虚拟化资源的迁移和业务连续等技术难题。

需要数据中心间支持二层连接。

目 前，VMware 支 持 跨 站 点 在 线 的

vMotion 迁移时，需要这些虚机在同一个二层

扩展局域网内。OTV与 LISP 结合可以很好地支

持集群以及在线 VMotion 的场景。OTV 提供

了实现跨多个站点局域网扩展的重要功能，当

扩展子网时，LISP目的是解决服务器或虚机的

位置信息并提供的最佳径路；LISP 和 OTV的

组合提供了一个互补的方法应用在多个地点的

分布，同时保持应用程序的每一个成员的最佳

路由，它不仅支持应用程序的弹性要求，而且

有助于确保所有移动的虚拟机的最佳可达。

在 LISP 和 OTV 解决方案中，由于 OTV

采用标准 IP 封装对原有的网络架构没有影响，

还有OTV技术采用链路状态协议算法（LSA）

取代传统的生成树桥接协议（BPDU），在 OTV

网络上生成树桥接协议不需要转发，站点间仍

相互保持独立，二层网络上生成树桥接协议的

错误不会蔓延到 OTV边缘设备以外，可有效

增强数据中心的稳定性。

对于 LISP 解决了远程访问数据中心迁移

后虚机的精确位置问题，LISP 需要数据中心和

远程路由设备的支持，但不需要中间网络的每

一跳网络设备都支持。在上图的方案示例中，

远程路由器需要支持 LISP 协议，两个中心的

交换机也需要支持 LISP 协议。

在数据中心互联的解决方案中，LISP 和

OTV技术结合解决了数据中心具有跨地域性和

移动性是对网络提出的技术难题，LISP 和 OTV

是互补的两个重要技术。通过 OTV或 LISP 和

OTV的组合，可以为企业 IT 基础设施的虚拟

化发展提供一个灵活和智能的网络平台。思

科支持 LISP 的主要平台有：Nexus7K交换机、

ASR 1K、ISR系列路由器等；思科支持 OTV的

主要平台有：Nexus7K ，ASR1K 等。详细的技

术信息，

LISP 名址分离网络协议要在虚拟化环境中通过网络协议精确定

位虚机的具体位置，可通过 LISP 解决方案解

决虚机移动领域的这一难题。该功能允许一

个子网的虚拟机成员，当虚拟移动到网络任何

地方，同时保留其 IP 地址不变，无需在主机上

的任何变化，但网络访问可以定位其精确位置

并实现最优路由，同时保持网络的稳定性和高

可扩展性。

LISP网络协议指名址分离网络协议。 在

LISP 中，原有的网络 IP 地址被分成 EID（end-

identifier）和 RLOC（routing locator）。其中，EID

用于标志主机 ；RLOC用于全网路由。名址分

离网络自然会引入名与址的映射，即 LISP 中

EID-to-RLOC的映射。

思科 LISP 和 OTV 技术的完美组合实现虚机迁移和多中心的集群

在多中心互联的虚拟化环境下，OTV的

实现多个数据中心的二层连接，其实也就是在

多个地点的延伸同一个的 IP子网。除了服务器

集群需要二层连接，虚拟化环境需要在虚拟机

与虚拟机的流动性，如VMware vMotion 或一

个简单的物理服务器在数据中心间的移动，都

思科资深技术架构师 杨文斌