当前位置:数据中心技术专区 → 正文

数据中心网中网技术漫谈

责任编辑:cres 作者:harbor |来源:企业网D1Net  2017-03-27 10:08:22 原创文章 企业网D1Net

网络是数据中心最重要的组成部分,没有网络,就没有数据中心,这是将所有设备互连互通的唯一纽带。网络要进行工作依仗的是各种各样的协议,经过这四十多年的发展,很多网络协议已不适应现在数据中心的需要。不过,经过这么多年形成的协议标准已难以改变,这就衍生出来很多新的协议类型。这些协议不是凭空臆想出来的,而是和原始协议都有着紧密联系,与原始网络协议有着千丝万缕的联系。对原有协议直接进行修改当然不行,聪明的人类想到了很多办法,于是就有了网中网的协议。为何叫网中网协议?就是在不改变原有协议的基础上,再增加一部分报文内容,赋予新的含义,这样的网络协议具有两部分属性,也许有两个IP头,也许有两个MAC,亦是两个VLAN TAG,甚至是新增了字段,在原有IP头长度资源紧张的情况下,只有这种才能赋予网络协议更多含义,以便满足数据中心业务部署需求。
 
网中网技术本质上是增加了IP头的内容长度,赋予网络协议更多含义,以便更好地适应网络应用,比如我们在原始IPv4头上再增加一层IPv4头,这样拥有两层IPv4头的报文就可以在两层网络中转发,内外层IPv4均有不同含义,代表着两层网络的业务。再有我们在原始VLAN TAG上再增加一层VLAN TAG,这样拥有双TAG的报文就有了4094*4094种组合,相比一层VLAN的4094种情况,扩充了4094倍,对于那些依靠VLAN隔离或者区分业务类型的网络,这种方式可以大大增加网络部署的容量,理论上这种VLAN TAG还可以增加到三层甚至更多。还有一些协议是新增了部分字段,赋予这部分字段新的含义。比如MPLS就是在原始IP报文上增加了4字节的标签,报文通过4字节标签进行转发,提升报文转发效率,标签的层数可以是一层也可以是二层或者多层,多一层标签就可代表不同的转发路径。以太网IP报文头长度里,每个Bit都被赋予特定含义了,所以在不增加长度的情况下,已经很难再有新的协议产生,然而对网络需求又是不断增加的,新加IP报文头长度是新的网络协议的普遍做法。当然,这一做法也有副作用,就是IP报文的长度会增加,增加了报文转发的负荷,以太网报文的长度是固定的1536字节,超过就要分片,当IP报文头过长,数据部分就要缩减,这样一个报文长度所携带的数据内容就要减少,相当于网络的转发效率会降低。同时,IP报文头的增长,尤其是在对双层IP报文头进行解封装或加封装时,增加了网络的开销,给网络设备带来了更多负担。所以,网中网技术是一把双刃剑,一方面丰富了网络应用,另一方面也增加了网络开销,一个报文长度携带的数据会更少,网络中分片报文数量会增多。
 
网中网技术谈到这么多,有哪些网中网技术呢?其实从字面上也可以看出,网中网即在网络协议内部又套有网络协议,对IP报文头的部分内容进行复制,包括MAC、VLAN、IP等,当用一层网路协议无法代表网络转发特征时,通过这种简单叠加方式达到目的。本质上来说,这种方式缺乏技术含量,但却可以解决很多实际问题,让我们快来看看有哪些这类含义。IPv4 IN IPv4这类IP头隧道协议,比如GRE协议,IPv4inIPv4协议,IPv6inIPv4协议等,这类协议明显有两个IP头,每个IP头也可以不同,内外层IP头的IP地址和类型均可以不同,内网层IP完成不同网络区域转发,这类协议在IPv6网络中应用较广,主要考虑适应原有的IPv4组网,在原有IPv4网络基础上构建IPv6网络,因为建设全新一张IPv6网络在现有的网络环境中几乎不可能,尤其是数据中心的环境,所以这类隧道技术出现了,是IPv4和IPv6网络协议冲击过程中形成的一种过渡协议;灵活QINQ这类是VLAN Tag的封装协议,根据内部VLAN TAG再增加一层或者多层外层VLAN TAG,以便达到区分不同业务类型的目的,这类报文明显的特征是携带了多层VLAN TAG,不同的业务关心不同层级的VLAN TAG;MPLS和VXLAN都是在原有IP报文头的基础上增加了新的字段,这个字段用于转发,以便提升转发效率。新的字段实现了在原有IP网络基础上再虚拟出一层网络的结果,在虚拟网络上通过新的字段来完成转发,不考虑原始IP报文头内容,同时在原始报文网络中完成底层网络的转发,相当于在原始IP网络上再虚拟出一张虚拟网络。这张虚拟网络依靠底层网络,又脱离底层网络,实现网络资源虚拟化,将网络资源集中起来进行分配,实现网络资源的自动管理与分配;MAC-in-MAC技术标准是IEEE 802.1Qay,是在北电提出的PBT技术基础上发展起来的支持流量工程的桥接技术,通过二次封装对内层流量进行隔离,增强了以太网的可扩展性和业务的安全性,MAC-in-MAC封装中引入了24bit的I-TAG标识业务,说白了就是IP报文有两个MAC地址头。从这些网中网技术中不难看出,所有的协议都是通过增加报文协议长度,赋予报文更多含义。
 
如今,在数据中心里网中网的技术异常火热,这说明传统IP网络协议已无法适应新的数据中心网络需求,只有网中网的协议才能适应新一代数据中心网络的需求。不难预见,未来的数据网络里,网中网技术将更加普及。与增加网络开销相比,满足业务部署需求更加紧迫,这为网中网技术的普及提供了成长的土壤。网中网技术掀开了数据中心网络的新篇章,在当前以太网一统天下的局势之下,IP报文标准成熟的今天,网中网技术必将成为网络发展的希望,成为数据中心网络最重要的协议。

关键字:数据中心

原创文章 企业网D1Net

x 数据中心网中网技术漫谈 扫一扫
分享本文到朋友圈
当前位置:数据中心技术专区 → 正文

数据中心网中网技术漫谈

责任编辑:cres 作者:harbor |来源:企业网D1Net  2017-03-27 10:08:22 原创文章 企业网D1Net

网络是数据中心最重要的组成部分,没有网络,就没有数据中心,这是将所有设备互连互通的唯一纽带。网络要进行工作依仗的是各种各样的协议,经过这四十多年的发展,很多网络协议已不适应现在数据中心的需要。不过,经过这么多年形成的协议标准已难以改变,这就衍生出来很多新的协议类型。这些协议不是凭空臆想出来的,而是和原始协议都有着紧密联系,与原始网络协议有着千丝万缕的联系。对原有协议直接进行修改当然不行,聪明的人类想到了很多办法,于是就有了网中网的协议。为何叫网中网协议?就是在不改变原有协议的基础上,再增加一部分报文内容,赋予新的含义,这样的网络协议具有两部分属性,也许有两个IP头,也许有两个MAC,亦是两个VLAN TAG,甚至是新增了字段,在原有IP头长度资源紧张的情况下,只有这种才能赋予网络协议更多含义,以便满足数据中心业务部署需求。
 
网中网技术本质上是增加了IP头的内容长度,赋予网络协议更多含义,以便更好地适应网络应用,比如我们在原始IPv4头上再增加一层IPv4头,这样拥有两层IPv4头的报文就可以在两层网络中转发,内外层IPv4均有不同含义,代表着两层网络的业务。再有我们在原始VLAN TAG上再增加一层VLAN TAG,这样拥有双TAG的报文就有了4094*4094种组合,相比一层VLAN的4094种情况,扩充了4094倍,对于那些依靠VLAN隔离或者区分业务类型的网络,这种方式可以大大增加网络部署的容量,理论上这种VLAN TAG还可以增加到三层甚至更多。还有一些协议是新增了部分字段,赋予这部分字段新的含义。比如MPLS就是在原始IP报文上增加了4字节的标签,报文通过4字节标签进行转发,提升报文转发效率,标签的层数可以是一层也可以是二层或者多层,多一层标签就可代表不同的转发路径。以太网IP报文头长度里,每个Bit都被赋予特定含义了,所以在不增加长度的情况下,已经很难再有新的协议产生,然而对网络需求又是不断增加的,新加IP报文头长度是新的网络协议的普遍做法。当然,这一做法也有副作用,就是IP报文的长度会增加,增加了报文转发的负荷,以太网报文的长度是固定的1536字节,超过就要分片,当IP报文头过长,数据部分就要缩减,这样一个报文长度所携带的数据内容就要减少,相当于网络的转发效率会降低。同时,IP报文头的增长,尤其是在对双层IP报文头进行解封装或加封装时,增加了网络的开销,给网络设备带来了更多负担。所以,网中网技术是一把双刃剑,一方面丰富了网络应用,另一方面也增加了网络开销,一个报文长度携带的数据会更少,网络中分片报文数量会增多。
 
网中网技术谈到这么多,有哪些网中网技术呢?其实从字面上也可以看出,网中网即在网络协议内部又套有网络协议,对IP报文头的部分内容进行复制,包括MAC、VLAN、IP等,当用一层网路协议无法代表网络转发特征时,通过这种简单叠加方式达到目的。本质上来说,这种方式缺乏技术含量,但却可以解决很多实际问题,让我们快来看看有哪些这类含义。IPv4 IN IPv4这类IP头隧道协议,比如GRE协议,IPv4inIPv4协议,IPv6inIPv4协议等,这类协议明显有两个IP头,每个IP头也可以不同,内外层IP头的IP地址和类型均可以不同,内网层IP完成不同网络区域转发,这类协议在IPv6网络中应用较广,主要考虑适应原有的IPv4组网,在原有IPv4网络基础上构建IPv6网络,因为建设全新一张IPv6网络在现有的网络环境中几乎不可能,尤其是数据中心的环境,所以这类隧道技术出现了,是IPv4和IPv6网络协议冲击过程中形成的一种过渡协议;灵活QINQ这类是VLAN Tag的封装协议,根据内部VLAN TAG再增加一层或者多层外层VLAN TAG,以便达到区分不同业务类型的目的,这类报文明显的特征是携带了多层VLAN TAG,不同的业务关心不同层级的VLAN TAG;MPLS和VXLAN都是在原有IP报文头的基础上增加了新的字段,这个字段用于转发,以便提升转发效率。新的字段实现了在原有IP网络基础上再虚拟出一层网络的结果,在虚拟网络上通过新的字段来完成转发,不考虑原始IP报文头内容,同时在原始报文网络中完成底层网络的转发,相当于在原始IP网络上再虚拟出一张虚拟网络。这张虚拟网络依靠底层网络,又脱离底层网络,实现网络资源虚拟化,将网络资源集中起来进行分配,实现网络资源的自动管理与分配;MAC-in-MAC技术标准是IEEE 802.1Qay,是在北电提出的PBT技术基础上发展起来的支持流量工程的桥接技术,通过二次封装对内层流量进行隔离,增强了以太网的可扩展性和业务的安全性,MAC-in-MAC封装中引入了24bit的I-TAG标识业务,说白了就是IP报文有两个MAC地址头。从这些网中网技术中不难看出,所有的协议都是通过增加报文协议长度,赋予报文更多含义。
 
如今,在数据中心里网中网的技术异常火热,这说明传统IP网络协议已无法适应新的数据中心网络需求,只有网中网的协议才能适应新一代数据中心网络的需求。不难预见,未来的数据网络里,网中网技术将更加普及。与增加网络开销相比,满足业务部署需求更加紧迫,这为网中网技术的普及提供了成长的土壤。网中网技术掀开了数据中心网络的新篇章,在当前以太网一统天下的局势之下,IP报文标准成熟的今天,网中网技术必将成为网络发展的希望,成为数据中心网络最重要的协议。

关键字:数据中心

原创文章 企业网D1Net

电子周刊
回到顶部

关于我们联系我们版权声明隐私条款广告服务友情链接投稿中心招贤纳士

企业网版权所有 ©2010-2024 京ICP备09108050号-6 京公网安备 11010502049343号

^