企业网D1Net-北京 9月5日 网络是数据中心的重要组成部分之一，是数据中心的内部设备互连、与外界通信的重要介质。网络协议是用来描述设备之间信息交换数据时的规则术语。在数据中心中，两个相互通信的设备在不同的地理位置，需要通过网络协议来协调它们的动作和达到同步，而网络协议必须按照预先共同约定好的过程进行。数据中心中不同的工作站、服务器之间能传输数据，源于网络协议的存在。随着网络的发展，应用于各种场合的网络协议纷纷出现。为了使通信成功可靠，网络中的所有主机都必须使用同一语言，不能带有方言。因而必须开发严格的标准定义主机之间的每个包中每个字中的每一位。这些标准来自于多个组织的努力，约定好通用的通信方式，即标准的网络协议，这些都使通信更容易。

随着网络协议的发展，各种新协议层出不穷。传统的二层协议：STP、RRPP、Smart-link等，三层协议VRRP、OSPF、BGP等已经无法满足业务多样化的需要，因此出现了多种新兴的网络协议，并已经形成业内标准。比如：MAC-in-MAC，FCoE，QINQ，MPLS等等，这些网络协议也得到了大量的应用。那么这些新的网络协议，从名字上看非常的新颖，但实际分析起来就会发现，这些网络协议只不过是在原有的网络协议基础上做些封装的变化而得来的，通过学习这些协议的封装技术就可以迅速掌握它们。我们不得不钦佩网络协议的发明者，虽然各种各样的新网络协议层出不穷，但万变不离其中，都是在最原始的网络协议格式上做些封装修改而得到的，下面我们就来揭开这些新型网络协议的神秘面纱。

FCoE

图1：FCoE协议

FCoE是面向数据中心接入技术的重要协议，能压缩光纤通道存储数据，使之通向以太网的LAN（局域网），消除了数据中心分离存储网络的管理和成本负担。这是数据中心存储网和以太网走向融合的重要技术。通过FCoE可以允许存储设备通过以太设备互连，存储技术和以太技术走向融合。FCoE协议是在原有的存储协议报文基础上再增加一层以太报文头，这样存储流量就可以通过以太网络设备转发，以太网络设备不用关心报文内部的信息，只需要按照以太报文完成转发。FCoE协议希望能在现有光纤通道的成功基础上，借助于以太网的力量重新保持自身在数据中心存储局域网中的霸主地位。

MAC-in-MAC

MAC-in-MAC技术是应城域以太网需求而生，IEEE 802.1ah定义了其详细的设计原理。它的基本思路是将用户的以太网数据帧再封装一个运营商的以太网帧头，形成两个MAC地址，这个思路通过名字也不难看出，MAC-in-MAC的原理就是在以太报文的MAC头前再封装一层MAC头，通过对用户MAC进行隔离，从而减小了MAC表的大小。这样报文在运营商网络中转发时实际是带了两个MAC头，根据外层的MAC头进行转发，当报文到了用户侧，则通过网络接入设备进行MAC头的剥离，在用户侧通过内层的MAC头转发。MAC-in-MAC适用于城域以太网或者是大型的数据中心网络，这样有利于减少MAC的数量，同时对业务可以做到完全隔离。

QINQ

QinQ是一种简单、灵活的二层VPN技术，它在原有以太报文上再封装一层VLAN Tag，使报文携带两层VLAN Tag。IEEE802.1Q中定义的VLAN Tag域用12个比特表示VLAN ID，所以设备最多可以支持4094个VLAN，通过再封装一层VLAN Tag，就可以达到409*4094的VLAN用户，如果这些VLAN仍不够用，可以再加一层VLAN Tag，这样大大缓解了日益紧缺的公网VLAN ID资源问题。用户可以规划自己的私网VLAN ID，不会导致和公网VLAN ID冲突。为小型城域网或企业网提供一种较为简单的二层VPN解决方案。

MPLS

MPLS是一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速、高效传输的新技术。MPLS是在原始以太报文的基础上再增加一个32比特的MPLS头，MPLS头位于MAC头之后，IP头之前。整个MPLS头包含有标签、COS、S、TTL四个部分。其中20比特的标签是MPLS报文依赖的转发表项。MPLS通过标签进行高速转发，而不再需要查找IP头里的内容。同时大大降低了网络的复杂性。MPLS在各类网络核心都有普遍应用。

IP隧道技术

IP隧道技术是随着IPV6技术而产生的，随着IPV4面临着IP地址紧缺的问题，但由于升级到IPV6需要耗费大量的人力、物力。这种更新换代进展缓慢，尤其是网络普遍应用的欧美国家并不缺少IP地址，因此允许两种协议兼容并存的IP隧道技术网络协议应运而生。IP隧道技术主要包括GRE隧道、6to4隧道、IPv4兼容IPv6自动隧道、自动隧道等。隧道技术就是通过在原始报文的基础上再增加一层IP头，比如在IPV4报文的基础上增加一层IPV6报文头吗，在IPV6报文基础上增加一层IPV4报文头，在IPV4报文上增加一层GRE报文头。这样在网络中间设备不用关心报文内部的IP头，只根据外层的IP头进行转发。从而达到网络隔离的目的。

从以上的介绍不难看到，这些新型网络协议都是在原始报文的基础上，针对报文头的不同位置进行再次封装，从而得到一种新型网络协议。现在报文头中能用于封装的都已经形成了标准协议，所以又有人考虑在报文头中增加一些新定义的内容用于指导报文转发，比如：MPLS标签，FCoE协议。在未来一定还会有一些新型网络协议出现，万变不离其中，肯定都是在原始IP报文头的基础上增加一些东西，所以从网络诞生这十几年的时间里，虽然网络协议也在不断地进步和发展，但基本都是在原有的标准基础上修修改改，没有一场彻底的网络变革。近两年，随着数据中心技术的火热，软件定义网络SDN持续火热，相比这些网络协议封装技术，的确SDN值得称得上是针对网络的一场革命。