2024年4月13日发(作者：)
2021
年第
4
期
China
Computer
&
Communication
信
I
■与电
IB
网珞与通■信技*
云数据中心网络架构及关键技术研究
贺业东
（
营口市现代服务学校
，
辽宁营口
115000
）
摘
要
：
随着云计算大数据业务的迅猛发展
，
数据集中化和虚拟化技术已应用于云数据中心网络架构中
，
为了提高
云数据中心网络的性能
，
较好地满足现代云数据中心网络的需求
，
必须转变传统网络服务的配置模式
，
采用更加具有弹性
、
集成化和自适应性的关键技术.基于此
，
笔者重点探讨了云数据中心网络架构及关键技术
，
希望能够为相关研究提供借鉴.
关键词
：
云数据中心
；
网络
；
架构
；
关键技术
中图分类号
：
TP308
文献标识码
：
A
文章编号
：
1003-9767
（2021）
04-183-03
Research
on
Cloud
Data
Center
Network
Architecture
and
Key
Technologies
HE
Yedong
(Yingkou
Modern
Service
School,
Yingkou
Liaoning
115000,
China)
Abstract:
With
the
rapid
development
of
cloud
computing
big
data
services,
data
centralization
and
virtualization
technologies
have
been
applied
to
cloud
data
center
network
architecture.
In
order
to
improve
the
performance
of
cloud
data
center
networks
and
better
meet
the
needs
of
modem
cloud
data
center
networks,
it
is
necessary
Transform
the
configuration
mode
of
traditional
network
services
and
adopt
key
technologies
that
are
more
flexible,
integrated,
and
self-adaptive.
Based
on
this,
the
author
focused
on
the
cloud
data
center
network
arch
lecture
and
key
technologies,
hoping
to
provide
a
reference
for
related
research.
Keywords:
cloud
data
center;
network;
architecture;
key
technology
1
SPBM
技术在云数据中心网络架构的应用
云数据中心的虚拟机动态迁移技术带来了全新的网络
态报文
），
主要用于计算转发路径
。
在链路信息报文中
，
链路层头是云数据中心网络层次中
架构和模式
，
要求支持大范围的二层域
，
对大二层网络在扩
展、
选路
、
数据交换及融合方面提出更高的要求
，
为此可以
的封装格式
，
是链路层上送
IP
层时自动封装的部分
。
IS
固
定报文头是
SPBM
协议的报文头
，
有专门的封装格式
。
PDU
引入
SPBM
技术
，
将其应用于云数据中心大二层网络中
，
进
行
SPBM
的报文交互
、路由计算和实时备份
，
确保云数据中
是指不同功能的协议报文头
。
可变长数据主要是根据
PDU
封装的报文
，
可以较好地避免可变长状况对解析带来的影响
。
心的网络用户数据转发不中断
。
1.2
SPBM
路由表项的计算及下发
在通过
hello
报文交互建立邻居的过程中
，
可以通过邻
居通道将网络链路信息扩散至其他网络节点
，
在其他节点接
1
.1
SPBM
邻居建立及链路信息扩散
通过
hello
报文建立
SPBM
邻居时
，
要注意将相关接口
配置为
SPBM
口
，
为发送
hello
报文提供条件
，
并将
hello
报
收到
LSP
报文之后
，
要对其进行解析
、
学习和存储
，
并根据
文周期性地发送给邻居
，
使本节点在云数据中心网络中处于
激活状态
，
体现出
SPBM
在云数据中心网络中的有效性
W
然后
，
再通过带有链路信息的报文从邻居通道进行扩散
，
使
学习获悉的链路信息进行路由计算
，
生成数据转发路径
。具
体来说
,
主要是根据
LSP
信息计算各个
BEB
根节点的
SPT
树,
生成路由表项
，
并将其添加到
SPBM
表项中
，
为
SPBM
数据
平面的数据转发提供指导
。
其流程包括以下内容
。
其他网络节点接收到自身以外的其他所有节点的链路报文
，
再对链路进行解析
、
学习和存储
，
其类型主要有
CSNP
（
完
（
1
）
最短路径计算
。
结合实际应用情形，
选取适宜的
最短路径算法
，
计算云数据中心网络的拓扑结构关系
，
最终
全序列号报文
）
、
PSNP
（
部分序列号报文
）
和
LSP
（
链路状
作者简介
：
贺业东
（
1971-
）
,
男，
辽宁营口人
，
本科
，
讲师
。
研究方向
：
计算机网络技术
、
计算机组装与维修
、网店运营与推广
。
183
网辂与通信皱术
China
Computer
&
Communication
信思与电
18
2021
年第
4
期
得到云数据中心网络的路径结构关系图
。
(
2
)
生成最短路径树
。
可以采用
ECT
算法
，
根据等价
术
，
是在报文的
IP
头上封装一个二层报文
，
使报文能够穿越
传统的
IP
网络
，
可以跨云数据中心建立多租户隔离式的广播
路径树为每个
ECT
算法决策出最短路径树
，
使之对应于每一
域
，
保证用户新建边界弹性化逻辑
，
并能够穿越物理通信网
络的边缘
。
个转发路径
，
实现网络负载分担和均衡
。
(3
)
I-SID
剪枝
。
将不同的
I-SID
映射到不同的最短路
径树上
，根据封装的
B-VLAN
对应的
I-SID
转发用户数据
，
2.1
VXSLAN
云数据中心网络模型
转发路径为相对应的
ECT
最短路径树
，
能够有效实现云数据
中心网络流量负载分担
。
SPBM
不同实例下的负载分担如图
VXSLAN
云数据中心网络模型如图
2
所示
。
1
所示
。
◎
ISID400
ISID300
ISID400
ISID100
!
」
—
；
pSID3oA
一丄
、
=
：
ISID400
b
E
b
ISID400
ISID300
BEB
ISID40
°
BEB
BEB
ISID400
ISID100
图
1
SPBM
不同实例下的负载分担
在
VXSLAN
网络模型中
，
主要包括以下几部分
。
(
4
)
下发最终生成的转发表项
。
考虑到网络各节点的
(1)
虚机
(
VM
)
。
一台服务器要建立多台不同的
VM,
各个
VM
保持互联互通的状态
，
位于不同
VXSLAN
的
各
VM
通常采用二层隔离的方式
。
收敛速度不同
，
要充分注意网络由此产生的瞬间环路问题
，
对此可以采用
Agreement
Protocol
—
致协议技术同步邻居拓
扑
，
然后再下发转发表项
。
(2
)
VXSLAN
隧道端点
(
VTEP
)
o
这是
VXSLAN
的
重要边缘设备
，
主要用于在
VTEP
上处理
VXSLAN
协议
。
1.3
SPBM
控制数据的实时备份
为了避免用户数据转发中断
，
提高云数据中心网络的可
靠性和
SPBM
协议的健壮性
，
可以将控制平面上的
LSP
信息
(3
)
VXSLAN
隧道
。
VXSLAN
隧道主要指各个点到
点的逻辑隧道
，
主要包括数据报文封装
IP
头
、
UDP
头和
和邻居等动态信息
、
手动配置静态数据进行实时备份
，
在相
关机制的作用下
，
将所有信息平滑过渡到备用主控板上
，
保
VXSLAN
头
，
再经由
VXSLAN
隧道将封装后的数据报文发
至目的端
VTEP
设备
，然后由目的端
VTEP
设备对加封装的
证主备板关键数字的一致性
。
其关键技术主要包括以下内容
。
数据报文进行解封装操作
。
(
4
)
网络核心设备
。
网络核心设备是整个网络的核心，
(1
)
GR
不间断转发技术
。
这是在主用备用进行切换或
进程协议重启时保证转发业务不中断的技术
，
使一定时间段
其主要功能在于转发已经封装完成数据报文的目的
IP
地址
，
然而无法实现对
VXSLAN
协议的处理
。
(
5
)
虚拟交换实例
(VSI)
o
各个
VTEP
中都有一个虚
抵达本端的邻居和路由保持稳定
，
实现本端设备的路由信息
同步
，
保证网络路由和转发的稳定性
。
(
2
)
NSR
实时备份技术
。
这是一种无须周边设备配合
、
拟交换实例
，
能够为各自的
VXSLAN
提供二层交换服务
。
可以独立完成链路状态信息恢复的不间断转发热备份技术
，
2.2
通信协议执行机制
在
Vxlan
通信协议中
，
可以找出远端目的
VTEP
边缘设
备
，
在各个
VTEP
边缘设备中构建一个隧道
，
使之与当前的
能够将
SPBM
的链路信息和邻居信息等动态信息进行备份
，
并对视图配置
、
接口配置等静态数据信息进行实时备份
。
(3
)
SPBM
板间通信
。
在
NSR
实时备份的过程中
，
可
以采用板间通信技术较好地完成软硬件
、
系统升级
、冗余及
VXSLAN
绑定
，
并对所接收的数据包中的
VXSLAN
进行辨
识和检测
。最后
，
对虚机
MAC
地址进行学习
，根据所学习
协议处理等任务
。
SPBM
的
NSR
将信息备份至
HA
的缓存中
，
的
MAC
地址表项转发报文数据
。
主动触发
HA
机制
，
实现板间通信，
成功地将信息实时备份
到备板
，
并进行实时更新
。
3
SDN
技术在云数据中心网络中的应用
2
VXSLAN
在云数据中心网络中的应用
3.1
基于
SDN
技术的云数据中心网络通用架构
SDN
技术能够实现转发平面和控制平面的解耦合
，
有效
VXSLAN
协议是一种新思维通信技术
，
即大二层网络技
184
値■与电厢
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Computer
&
Communication
网珞与通■信技*
管理应用层的网络转发策略，
并进行转发面资源的管理和调
4
结语
面对云计算和大数据等业务应用范围日益扩大的趋
用
。
对于基础设施层来说
，
主要根据业务流表进行数据处理
和转发
。
一般来说
，
基于
SDN
技术的云数据中心网络主要采
势
，
要转变原有的云数据中心网络架构模式
，
引入
SPBM
、
用二层网络结构
，
包括业务接入层和核心汇聚层
，
其拓扑结
构主要有以下几种
。
第一
，
传统树形结构
。
在该结构中
，
网
VXLAN
和
SDN
关键技术
,
以满足云数据中心大规模部署的
要求
，
有效实现云网融合。
随着云数据中心网络架构的集成
化
、虚拟化趋势日益明显，
为了提高云数据中心网络的利用
络层采用
OSPF
协议或
IS-IS
协议
，
数据链路层则采用
STP
协议
，
传统树形结构已难以满足网络流量负荷
、
带宽方面的
率
，
要采用
SPBM
、
VXLAN
和
SDN
关键技术不断提高云数
据中心网络的性能和服务质量
。
要求
。
第二
，
Fat-tree
结构
。
其结构层次主要包括核心层
、
汇
聚层
、
接入层
，
内部构件主要有虚拟机控制器
、
SDN
控制器、
能耗控制模块
、
流量优化模块，
其突出特点是收敛比为
1
:
lo
3.2
基于
SDN
的云数据中心资源调度分析
第一
，
构建基于
SDN
技术的云数据中心网络带宽调度
机制
，
实现用户对网络状态的实时监控
，
进行网络带宽的灵
参考文献
[1]
耿延军
，
王俊
，
周红亮.云数据中心网络纵深防御研究
[J].
信息安全与通信保密
,2019(7):22-29.
活调度
，
并根据云数据中心的负载状况和作业运行状态
，
合
[2]
陈鹏州.对云数据中心网络安全服务架构的研究
[J].
网络
安全技术与应用
,2018(8):64,74.
理分配云数据中心的各种资源
，
完成云数据中心网络的任务
调度
。
第二
，
采用设置队列优先级的策略提升
Hadoop
数据
的传输效率
，
结合
Hadoop
的不同流量设置相应的优先级
。
[3]
刘培振
，
彭颖颖
，
吕宗凯.云数据中心网络架构及关键技
术
[J],
中国新通信
,2020,22(1):54.
185
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