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打通混合云网络孤岛,EBN 助力企业灵活构建云骨干网

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发布于: 2021 年 03 月 24 日
打通混合云网络孤岛,EBN助力企业灵活构建云骨干网

据信通院调查报告显示,国内企业采用混合云的比例逐年攀升,其中超过 60%的企业使用了不同公有云或私有云部署业务,因此同厂商公有云多地域互连、不同厂商公有云互连、公有云与用户私有云 / 本地 IDC 的互连成为企业使用混合云方案时的刚需。


传统的做法是,用户首先向基础运营商申请两个区域之间的互连线路,然后经过运营商线路勘查、施工、开通后方可投入使用。不仅线路成本较高,且开通周期长达数月,难以满足互联网业务高速发展变化的需求。企业骨干网(以下简称 EBN)是 UCloud 混合云网络推出的新一代网络互通产品,基于 UCloud 自有骨干网 3.0 的迭代,可帮助企业快速实现不同地域的多云网络互联,构建智能调度、安全可靠、高速传输的企业骨干网。


全球节点任意接入,支持二三层网络互通

依托 UCloud 全球 DCN 网络以及专线资源,UCloud 自有骨干网可为用户提供全球范围的就近接入,实现端到端网络稳定传输,解决跨域业务互访丢包和高延迟问题。还能为用户提供基于本地专线和最后一公里互联网接入,实现用户的混合组网能力。EBN 基于 UCloud 自有骨干网的迭代升级,用户只需通过控制台自助化操作,即可快速实现多接入节点、多地域、多网元之间的互通,同时支持二层和三层的互通方式,满足不同用户的接入需求。

 

在二层互通模式下,EBN 提供以太网层的点到点互通(用户可自行规划网络架构,管理用户内部路由),使用 VXLAN/EVPN-MPLS 封装,通过 VNI/EVPN 实现多租户之间的隔离。


在三层互通模式下,EBN 提供 IP 层的多点互联(使用 UCloud 提供的最低时延、最低成本、应急通道等选路规则快速实现三层网络打通),基于 SR-TE 架构,通过 L3VPN 技术实现三层网络多租户隔离。



除此之外,EBN 企业骨干网相比自建混合云网络,还具备高可用、智能调度、低网络开销等优势:

  • 高可用:专线资源提供物理层带环保护,同时通过 Internet 线路提供备份能力;

  • 智能调度:支持按照链路延迟、成本、带宽利用率等多种模式的灵活智能流量调度;

  • 低网络开销:基于 SR-TE 技术,降低网络开销,小包场景下可提升 30%传输效率。


EBN 典型使用场景


1、基于多业务的网络隔离


用户创建的每一张 EBN 网络都彼此隔离,相互之间不互通,即使业务都跑在同一条专线上:比如说测试环境与业务环境的网络要实现网络隔离,但是在资源建设时并不希望从物理线路上增加成本的投入,使用 EBN 产品创建两张相互独立的骨干网,绑定根据 VLAN 标签区分好的接入网元;针对每一张互通的 EBN 网络设计相应的带宽流控,在不增加物理资源成本的情况下,可以实现多业务的分层切片和网络隔离。



2、基于多接入节点的网络互通

用户接入点随着业务的发展将不断丰富,以前的传统互联方式在构建互联互通时,需要每一个接入点之间都两两互通,在节点增多至 n 个时,需要连接的互通线路即为:n(n-1)/2;这无疑增加了较多的接入成本和运维投入;EBN 产品支持对所有的接入节点实现 full mesh 互通,无需再操作两两节点的打通,只要将 VBS 与对应的 EBN 绑定即可实现网元之间的全互通。



3、基于成本优化及高可靠的网络选路

在用户实际线路接入后,因业务需求的不同,对网络质量的要求也不尽相同,如何能够更加匹配用户的业务,对不同的业务优化不同的选路方式也成为了用户使用混合云网络产品的关注点。在 UCloud 骨干网 3.0 升级的背景下,该需求作为优先功能被采纳到整体的设计中,通过对不同业务进行染色实现业务灵活选择不同的路径进行转发。EBN 产品支持按照最优成本、最短路径、最低延时等选路规则,提升了用户网络的灵活性和可靠性。



EBN 产品架构和技术实现

 一、EBN 产品架构

如图所示,EBN 支持的接入网元因互通方式的不同,略有差异,分别支持虚拟边界交换机(以下简称为 VBS)和虚拟边界路由器(以下简称为 VBR)的接入;VBS、VBR 均与用户边界设备互联,实现用户接入 UCloud 网络。


在实现 EBN 产品功能时,对于实现逻辑的技术选型,UCloud 混合云网络做了如下的技术选型对比,最终确定实现二层和三层打通的技术分别为 VXLAN/EVPN 与 SR-MPLS。


二、技术选型

二层传输



三层传输



三、技术框架

二层传输



VXLAN 网络架构


整体架构分为两层,Underlay 和 Overlay,Underlay 使用 VXLAN+BGP EVPN 实现网络大二层,在 Overlay 上实现骨干网 1.0 的架构需求,具体实现如下:


  • Underlay 层规划

1、Underlay 层主要由两种设备组成:TBR 和 TER。TBR 用于运营商二层专线资源接入,主要用于数据转发,TER 用于封装 VXLAN 报文,即 VTEP 设备。全球节点的 TBR 和 TER 设备通过 VXLAN+ BGP EVPN 技术组建一张全球二层网络,这张二层网络提供全球任意跨域节点之间二层业务开通。

2、TBR 设备通过 ISIS 协议打通整个 IGP 域,TER 和控制面 TRR 建立 BGP EVPN 邻居关系,各个站点互相学习 MAC/IP 路由;转发面数据通过 VXLAN 封装转发,控制面信息通过 EVPN 学习同步。

3、用户线下 IDC 业务互访,以及线下 IDC 到云上业务之间通过 VXLAN 开通二层业务。


  • Overlay 层规划

跨域 M-Core 直连通过 VXLAN 开通,M-Core 之间运行 ISIS 协议,打通全球骨干网 ISIS 域,每个地域双 M-Core 或者四 M-Core 和控制面 RR 建立 IBGP 邻居关系,M-Core 通过 IBGP 协议将本地域 DCN 网络路由通告至 RR,RR 反射给全球所有 M-Core 节点,数据转发面通过 IBGP 路由进行迭代,最终通过 ISIS 转发至目标 DCN 网络。



EVPN-MPLS 网络架构

在新一代骨干网 3.0 架构中采用了 BGP-EVPN 协议作为 L2 网络的控制平面;EVPN 网络和 BGP/MPLS IP VPN 网络相似,为了实现各站点二层互通,骨干网上的 PE 设备建立 EVPN 实例并接入各站点 CE 设备,同时各 PE 建立 EVPN 邻居关系,因此 PE 设备可以从各个站点学习到 MAC 路由,PE 通过 EVPN 特有的路由类型将自己从 CE 学到的 MAC 路由图通告给其他站点,从而实现用户二层网络互通需求。

 

三层传输



控制平面和转发平面规划

1、智能控制器

主要包括转发面数据采集,智能路径计算、统一策略下发、流量监控以及自动化部署等,实现如下功能:

  • 快速故障响应;

  • 快速实现故障域隔离;

  • 快速自定义调优路径和智能路径计算;

  • 客户流量秒级监控。


2、SR-TE 控制面

主要通过 MP-BGP 的 L3VPN 和 BGP-EVPN 的 L2VPN 实现 L2 和 L3 接入场景,数据包外层标签通过启用 SR 功能分发,内层标签通过 VPNv4 和 EVPN 实现分发。


3、转发面

骨干网 PE 设备之间运行 ISIS-L2,并开启 SR 功能,规划 Node-SID、Adj-SID、Anycast-SID;PE 基于环回口与 RR 建立 MP-IBGP 邻居关系,传递各站点 VPNv4 路由,实现 L3VPN 用户业务转发;同时 PE 采用 BGP EVPN 作为 Overlay 路由协议,基于环回口地址建立域内 BGP EVPN 邻居关系,采用 SR-TE 隧道封装用户二层数据,实现 L2VPN 用户业务通过 SR-TE 转发。


整机架构包括智能控制器、骨干边界转发 PE、接入侧转发 CPE&VPE。

控制器:对全网转发 PE、CPE、VPE 等设备进行统一的资源管理、信息收集、配置下发,监控告警以及路径计算规划,实现全网资源的统一调度和管理。

骨干网边界:全网 PE 和 RR 组成 SR-TE 骨干网核心层,用于实现多路径转发,流量调度;骨干网边界对外主要接入 CPE、M-Core、VPE&VCPE 等设备。

接入侧边界:接入侧分为三种设备类型:CPE、M-Core、VPE&VCPE。

CPE:主要用于接入本地专线客户;

M-Core:公有云 MAN 网络核心,实现各城域网接入骨干网;

VPE:通过 Internet 或者 4G/5G 网络接入用户分支机构的 VCPE 设备,提供用户混合组网能力。


总结

在混合云的趋势下,EBN 产品可作为企业 IT 基础设施的网络中枢,在 UCloud 全球覆盖的 25 个地域进行任意接入,同时利用智能调度系统实现客户混合云网络灵活部署和业务编排。


发布于: 2021 年 03 月 24 日阅读数: 14
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