為了實現(xiàn)重要商業(yè)應(yīng)用的零誤工，一些企業(yè)把數(shù)據(jù)中心也聯(lián)合起來，這樣一來當某個數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障時，上面的應(yīng)用可以切換到另外一個數(shù)據(jù)中心。服務(wù)器虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，如VM遷移，使這一選擇更具靈活性。有些企業(yè)更勝一籌，通過創(chuàng)建相互連接的數(shù)據(jù)中心同時在兩個不同的數(shù)據(jù)中心里運行相同的應(yīng)用。
雖然有許多關(guān)于此部署的架構(gòu)決策，但或許最關(guān)鍵的是兩個數(shù)據(jù)中心如何通過DCI連接。應(yīng)用與虛擬化軟件的要保持同步，則需要兩個數(shù)據(jù)中心之間的延時非常短，通常要控制在毫秒范圍。這一要求在IT和數(shù)據(jù)中心設(shè)計師創(chuàng)建DCI架構(gòu)性時起到了舉足輕重的作用。
由DCI連接的應(yīng)用需要使用以太網(wǎng)，這樣就會帶來巨大的挑戰(zhàn)，包括延時問題，還可能創(chuàng)建環(huán)路從而導致網(wǎng)絡(luò)崩潰。有多種方案可以應(yīng)對這種挑戰(zhàn)，包括使用運營商服務(wù)，如VirtualPrivateLAN服務(wù)，但是這些方案也存在自身局限性。
例如，當VPLS可用來阻止運營商網(wǎng)絡(luò)中的循環(huán)時，它不會阻止客戶內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)循環(huán)。VPLS可能帶來延時并因此影響應(yīng)用的使用。客戶或許想使用MultichassisLinkAggregation之類的技巧，在這種技巧中，兩到多個以太網(wǎng)交換機在本地合并到一起使兩條以太網(wǎng)連接成為一條。
其他選擇還包括使用暗光纖和DWDM，二者都可以提供很快的連接。雖然暗光纖和DWDM都很貴，但是它們能為DCI提供最優(yōu)連接。
數(shù)據(jù)中心互聯(lián)增強應(yīng)用有效性
應(yīng)用如果出現(xiàn)故障，對企業(yè)的損失是比較大的，特別那些關(guān)乎關(guān)鍵業(yè)務(wù)的系統(tǒng)。阻止應(yīng)用故障的策略之一就是創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)，或是用DCI連接兩個數(shù)據(jù)中心，這樣當故障出現(xiàn)在一個數(shù)據(jù)中心的時候，應(yīng)用會繼續(xù)在另一個數(shù)據(jù)中心里運行。在ITIL推薦要發(fā)揮所有固有資產(chǎn)價值以及使用積極數(shù)據(jù)中心模式的倡導下，這種方法得到了進一步發(fā)展。
有兩種方法可在兩個數(shù)據(jù)中心中創(chuàng)建可用性較高的應(yīng)用。第一是選擇一個應(yīng)用，在其中一個數(shù)據(jù)中心中使用這個應(yīng)用，而另外一個數(shù)據(jù)中心則作為備用。這樣，當?shù)谝粋€數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障時，應(yīng)用會轉(zhuǎn)換到另一個數(shù)據(jù)中心繼續(xù)運作。監(jiān)控管理技術(shù)，如VMmare的vMotion，可以讓虛擬機從一個物理服務(wù)器轉(zhuǎn)移到另一個服務(wù)器上，通過此項操作來實現(xiàn)進程的持續(xù)運作。
第二種選擇是應(yīng)用同步化，這樣就可以在兩個數(shù)據(jù)中心里同時運行應(yīng)用。群集，共享和存儲復制等技術(shù)都有助于實現(xiàn)同步化。
但是許多有應(yīng)用運行的群集和復制技術(shù)都需要共享一個以太網(wǎng)，而且以太網(wǎng)數(shù)據(jù)會通過單點播放/多點播放或廣播的形式發(fā)送給集群中的所有要素(服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫和存儲)。
問題在于，雖然以太網(wǎng)可在數(shù)據(jù)中心電纜上傳輸幾百米，但是它的局限性也會對企業(yè)創(chuàng)建DCI形成阻礙。這些阻礙包括延時和帶寬挑戰(zhàn)。
運營商也提供了一些服務(wù)期望能應(yīng)對諸如此類的挑戰(zhàn)，但是這些服務(wù)在部署方面仍然存在局限性，而且還不足以保障應(yīng)用的高可用性。我們將審查這些挑戰(zhàn)并介紹一些可創(chuàng)建DCI連接的替代物。最佳選擇是使用MultichassisLinkAggregation(MLAG)等技術(shù)，因為它們使用了暗光纖和DWDM服務(wù)。
延時問題
延時是一個比較麻煩的問題。造成延時的原因主要有三個，最主要的就是距離。距離越遠，電子信號的傳輸時間就越長。
兩個數(shù)據(jù)中心之間最常見的延時底線由VM遷移來決定，如用于VMwarevSphere服務(wù)器的vMotion，它可以讓虛擬機從一個物理機組遷移到另一個機組。VMware稱，源服務(wù)器和目標服務(wù)器之間的延時必須小于5毫秒(vMotionMetro許可證更改了vMotionTCP堆棧使其支持動態(tài)套接緩沖，這樣便調(diào)整了TCP協(xié)議堆棧中里的內(nèi)存數(shù)據(jù)包緩沖，按照延時/帶寬情況優(yōu)化性能，可以容許稍長一點的延時)。
你的企業(yè)有沒有為改善網(wǎng)絡(luò)制定預算?
▲圖一：改善網(wǎng)絡(luò)連接的預算
實踐結(jié)果是數(shù)據(jù)中心的距離在50-75公里范圍內(nèi)可以進行可靠的VM遷移。
遺憾的是，這個距離對于較嚴重的災難恢復計劃而言還不夠(如颶風，地震或是區(qū)域性的電信故障)。因此企業(yè)要平衡應(yīng)用應(yīng)對災難恢復要求的彈性。
延時還會影響存儲復制，特別是在同步復制中，數(shù)據(jù)塊寫入必須在兩個站點間在5-10毫秒內(nèi)復制完，這要取決于恢復點的目標恢復時間。
對于同步操作而言，延時的影響比較小，因為寫入確認可以在不影響存儲源的情況下被接收到，而且請求/響應(yīng)順序沒有通過寫入確認來限制。但是如果你計劃進行亞秒故障轉(zhuǎn)移，通常需要進行同步存儲來確保數(shù)據(jù)不被丟失。
另一個導致延時的不顯著因素是運營商往往使用隧道協(xié)議，如MPLS，ATM或SONET。MPLS網(wǎng)絡(luò)的問題在于運營商不能保障網(wǎng)絡(luò)中兩站點之間的路徑。運營商網(wǎng)絡(luò)可能在一個城市的多個節(jié)點跳動，這樣以太網(wǎng)絡(luò)幀在轉(zhuǎn)發(fā)時會增加處理延時。
最后一個導致延時的要素是帶寬。網(wǎng)速快當然延時就短;例如，1G接口的延時為5.7毫秒，但是10G接口的延時僅為0.57毫秒。簡而言之，改善延時問題的簡單方法就是使用高帶寬網(wǎng)絡(luò)。
QoS挑戰(zhàn)
應(yīng)用在兩個數(shù)據(jù)中心之間的有效性也會影響QoS設(shè)置的限制。以太網(wǎng)有五個可用的QoS類可以對數(shù)據(jù)流進行分類管理，這樣便能限制第二層數(shù)據(jù)中心互聯(lián)可以處理的服務(wù)量。
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同時，在DCI上你還有兩股不同類型的數(shù)據(jù)來維持應(yīng)用的有效性：突發(fā)性，高帶寬應(yīng)用和低延時，持續(xù)爆發(fā)的監(jiān)控遷移數(shù)據(jù)流。因此，你必須設(shè)計好QoS設(shè)置使其滿足兩種數(shù)據(jù)的需求。
注意，不論有多少帶寬可用，都可能出現(xiàn)瞬時數(shù)據(jù)爆發(fā)占用所有帶寬，從而使你的QoS設(shè)置失效。這種情況可能出現(xiàn)在數(shù)據(jù)路徑的任何一處，即便是以微秒來計算的數(shù)據(jù)爆發(fā)都嚴重影響整體傳輸性能。網(wǎng)絡(luò)阻滯可能導致各種數(shù)據(jù)回流，致使問題復雜化。
TrafficTrombone
創(chuàng)建DCI過程中以太網(wǎng)面臨的另一種挑戰(zhàn)是“TrafficTrombone(網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信息往返流動)”(圖3)。以在線商務(wù)為例：它有面向公眾的Web/應(yīng)用服務(wù)器，該服務(wù)器可連接至內(nèi)部數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。假設(shè)，有一個VLAN已被擴展到第二個數(shù)據(jù)中心。
如果該Web服務(wù)器在兩個數(shù)據(jù)中心間徘徊，它會保留相同的IP地址，所有數(shù)據(jù)都必須穿過DCI鏈接。如圖3所示，里面包括了出入外部用戶端的數(shù)據(jù)以及出入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。
另需增加的帶寬嚴重限制了該方案的可擴展性而且還增加了帶寬的成本。供應(yīng)商正推出DNS負載平衡之類的傳輸系統(tǒng)，因為這樣的系統(tǒng)可以隨時將數(shù)據(jù)流發(fā)送到新地址，不過它們的實用性還不足。例如，如果你的數(shù)據(jù)庫沒有用類似Web服務(wù)器這樣的監(jiān)管平臺進行虛擬化，你如何能對推動數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及其相關(guān)應(yīng)用和Web服務(wù)器機制進行管理呢?
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阻止循環(huán)
以太網(wǎng)為DCI的創(chuàng)建帶來了另一個技術(shù)性障礙。以太網(wǎng)創(chuàng)建于30年前，是一種本地網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所以當時沒有考慮到跨機器擴展。就設(shè)計而言，以太網(wǎng)是一種多路存取技術(shù)，所以可通過網(wǎng)絡(luò)上的所有端點接收以太網(wǎng)廣播和多點傳播幀。
因此，當主機發(fā)送以太網(wǎng)廣播或多點播幀時，這個幀必須通過所有以太網(wǎng)進行轉(zhuǎn)發(fā)，包括DCI。當廣播幀循環(huán)回到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)時，它就會被所有交換機轉(zhuǎn)發(fā)，即便它此前已被廣播。這就制造了一種快速消耗所有網(wǎng)絡(luò)帶寬的條件，而結(jié)果便是導致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。
數(shù)年前開發(fā)的生成樹協(xié)議就是為了阻止這種循環(huán)，而且它現(xiàn)在仍在沿用，盡管RapidSpanningTreeProtocol(RSTP)已經(jīng)在可靠性和速度方面有所超越。
問題是SpanningTree不能在長距離傳輸中效果不好。當網(wǎng)絡(luò)延時超過250毫秒時，RSTP就不再能阻止循環(huán)。
結(jié)論便是SpanningTree不能在創(chuàng)建DCI時有效阻止循環(huán)。試一下你就會發(fā)現(xiàn)它易受單向數(shù)據(jù)流的影響，而其他操作都會出現(xiàn)故障。雖然存在單向鏈路檢測協(xié)議(UDLD)這樣的補丁，但是運營商的服務(wù)很有可能會攔截UDLD或是其他減少STP限制的功能。
供應(yīng)商開發(fā)出了很多技術(shù)復雜的方案用于解決循環(huán)問題。三種最常見的方案就是VPLS，MLAG/PortChannel和OTV。
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MPLS的變體
被廣泛用于網(wǎng)路電路管理的MPLS協(xié)議已經(jīng)擴展為添加Layer2的方法，包括VPLS，Layer2Pseudowires和MPLS以太網(wǎng)。
VPLS是多協(xié)議標記交換的一種形式，可以在使用MPLS的網(wǎng)絡(luò)中進行提供透明化的LAN服務(wù)。它最顯著的性能是運營商可以輕易將這個服務(wù)部署到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上，因此可用較少的精力和成本銷售新服務(wù)。
VPLS比較普遍，因為許多人都會向運營商尋求解決方案。根據(jù)2010年InformationWeek對334位IT專業(yè)人士進行的調(diào)查發(fā)現(xiàn)有30%的企業(yè)已經(jīng)部署了VPLS，另外有4%的企業(yè)打算在未來12個月里進行部署。
▲WAN服務(wù)的使用
雖然這對于運營商來說是件好事，但是如果你想通過創(chuàng)建DCI來提高應(yīng)用的可用性，那么VPLS的作用是有限的，因為基礎(chǔ)MPLS網(wǎng)絡(luò)仍然不穩(wěn)定，且延時會超過5毫秒。如前所述，延時對VM遷移或其他集群具有極壞的影響。
一個運營商的MPLS網(wǎng)絡(luò)容易受到這些問題的影響，因為當網(wǎng)絡(luò)被改變，擴展的時候，它會隨時間發(fā)生變化。MPLS也讓運營商訂購超量帶寬。雖然每個運營商的的訂購水平不同，但是客戶對帶寬可用性或性能并不確定。這些條件都為客戶網(wǎng)絡(luò)帶來了不確定性，而且用來監(jiān)控Layer2性能的工具也極少。
簡而言之，雖然VPLS是一種可承受網(wǎng)絡(luò)延時與不穩(wěn)定的方案，但是它不適合你想在DCI上運行的重要應(yīng)用。
Layer2Pseudowires(L2PW)，是對其他與MPLS相關(guān)技術(shù)(L2TP,，VPWS，L2TPv3等)的統(tǒng)稱，這些技術(shù)都是Layer2點對點連接。許多運營商都提供L2PW服務(wù)是因為便于他們在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上進行部署。
對于所有VPLS和L2PW服務(wù)而言，客戶必須部署自己的阻止循環(huán)方案，因為沒有哪項服務(wù)可以阻止客戶網(wǎng)絡(luò)中的循環(huán)，只能在運營商的網(wǎng)絡(luò)中進行阻止。客戶必須確保端對端網(wǎng)絡(luò)中循環(huán)的安全。
▲新WAN方案的部署情況
EoMPLS在常被運營商使用。許多客戶使用EoMPLS在現(xiàn)有企業(yè)或私有MPLS網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建自己的L2DIC，特別是使用DWDM/暗光纖的時候。
但是VPLS只適用于EoMPLS：缺少確定性，路徑服務(wù)不穩(wěn)定和服務(wù)性能的可視性較差。建議將其作為備用方案或是當你確信運營商提供的服務(wù)可以達到協(xié)定水平而且你可以對此進行監(jiān)督時才使用。
超越MPLS
當談到應(yīng)用可用性的要求時，雖然MPLS及其擴展存在問題，但企業(yè)可能想找到它的替代物，包括MultichassisLinkAggregation和OverlayTransportVirtualization。
MultichassisLinkAggregation是用兩個端到端L2服務(wù)連接兩個數(shù)據(jù)中心的最常見方案，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商都具備MLAG功能，包括Avaya，思科，Dell/Force10，惠普和Juniper。
MLAG是指把兩個或兩個以上以太網(wǎng)交換裝置連成一個單獨的操作裝置的過程。其基本概念是兩個兩個交換機架都有單獨的控制面板，因此可以使用鏈接或聚合實現(xiàn)兩個以太網(wǎng)的連接。
可使用LinkAggregationControlProtocol把機架之間的以太網(wǎng)連接整合成邏輯水平的單獨連接。MLAG最適合短距離網(wǎng)路電路或是DWDM，在這樣的網(wǎng)路電路中可以訪問暗光纖，而且可以同時進行本地L2VLAN和L3路由服務(wù)。
思科熱衷于針對非常見問題研發(fā)出解決方案，然后以專屬性能的方式提供給客戶。OverlayTransportVirtualization(OTV)也不例外。OTV將以太網(wǎng)幀包裝到IP數(shù)據(jù)包中，因此可以較低的運營商成本在數(shù)據(jù)中心之間使用任意Layer3傳輸。
OTV為企業(yè)提供了一種很好的方式對使用現(xiàn)有L3MPLS服務(wù)的Layer2DCI進行管理，控制和查看。雖然其部署和維護都簡便但是卻需要小心設(shè)計才能確保運營商的服務(wù)能處理OTV數(shù)據(jù)。
但是OTV的優(yōu)勢是可以抵消許可證和硬件成本。OTV僅限于思科Nexus7000交換機和ASR9000路由。其性能取決于運營商的基礎(chǔ)服務(wù)滿足你服務(wù)目標的程度。
暗光纖和光波
客戶的另一個選擇是在使用暗光纖的數(shù)據(jù)中心之間部署自己的電纜。雖然這辦法可能因為政府規(guī)定而難以實施，但是它卻具穩(wěn)定性而且不復雜。
如果你可以訪問自己的暗光纖，MLAG就是用于L2服務(wù)的最佳選擇。
如果暗光纖不在考慮之列，你可以搜尋DenseWavelengthDivisionMultiplexing來購買不受MPLS網(wǎng)絡(luò)問題限制的以太網(wǎng)服務(wù)。DWDM將網(wǎng)路電路多元化為鐳射波長，然后在網(wǎng)絡(luò)上復制其物理信號。你的數(shù)據(jù)沒有被轉(zhuǎn)發(fā)，橋接或封裝。你的帶寬可以得到保障，而且可以完全掌控QoS，流量等。
▲無效WAN服務(wù)
不過DWDM和暗光纖的資金成本意味著必須有高回報才可行，因此許多客戶選擇同時運行Layer3和Layer2服務(wù)。因為DWDM/暗光纖服務(wù)是端到端的可靠帶寬而且不會與其他服務(wù)共享，你可以控制系統(tǒng)中的所有要素，而且可決定QoS，流量控制和性能。
從技術(shù)層面來講，暗光纖/DWDM是實現(xiàn)可靠和可預測網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖顚嵱眠x擇。L2鏈接控制可通過LLDP/UDLD來創(chuàng)建，而使用EoMPLS與MPLS的L3服務(wù)也可用來進行數(shù)據(jù)隔離以滿足網(wǎng)絡(luò)安全需求。一旦你完全控制住網(wǎng)路電路，就可使用MPLS為數(shù)據(jù)中心里多個層級提供安全保障/隔離。
從商業(yè)角度來講，用于暗光纖/DWDM服務(wù)的SLA是通過確定性建立聯(lián)系。其結(jié)果是小型緊湊的MPLS網(wǎng)絡(luò)且具有一個MLAG方案的最佳性能。
注意此前我們提到運營商的MPLS服務(wù)不是非常有力的選擇，因為用戶缺少控制且對操作缺乏可視性。當你可以自己控制帶寬時——可能是使用暗光纖/DMDW——MPLS成為了數(shù)據(jù)中心相互連接的實用工具。
▲正確連接
了解自己的局限性
或許使用Layer2DCI應(yīng)參考的建議是：規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡單，了解自己的局限性。如果你資金雄厚，可以選擇暗光纖或DWDM進行關(guān)鍵任務(wù)安裝，因為有了服務(wù)的所有權(quán)與控制權(quán)就會有產(chǎn)出。
如果光纖或DWDM對你而言太貴了，可以尋求端到端EoMPLS服務(wù)或OTV。
注意對于很多企業(yè)而言，L2DCI都需要執(zhí)行配套的培訓和調(diào)查研究，因為企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師可能不熟悉MPLS，MLAG和DWDM。
還要注意Layer2DCI可支持少量VLAN。但是如果要擴展到10到20個VLAN，那么規(guī)劃與對硬件供應(yīng)商和運營商的調(diào)查就需要更多資金。誤差與錯誤可能摧毀數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)，因此不推薦使用大量VLAN。
盡管DCI的使用存在極大挑戰(zhàn)，但是可從操作能力，恢復能力和應(yīng)用可用性方面對其進行平衡。
花點時間研究和了解相關(guān)事宜，特別是運營商服務(wù)的可靠性問題上年要進行了解。在通往項目成功與長期可靠性的道路上，你得有個好的開始。
原文鏈接：http://net.it168.com/a2011/1229/1296/000001296127.shtml
