CN110417665A - 一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统及方法，属于SDN和计算机网络领域，本发明要解决的技术问题为在多Fabric场景下，如何实现underlay和overlay的互通且在leaf扩容或替换接入设备时无需修改核心设备相应配置，采用的技术方案为：①该系统包括角色划分单元、underlay路由规划单元和overlay路由规划单元，角色划分单元用于划分各个设备的角色；s‑spine为一级RR设备，客户端为各fabric内的spine设备，为各spine提供overlay的路由反射功能；spine设备作为二级RR设备，客户端为本fabric内部所有的leaf设备，为leaf提供路由反射功能；leaf为接入设备。②该方法步骤如下：S1、建立OSPF邻居关系；S2、创建并发布环回口；S3、部署一级RR；S4、部署二级RR；S5、部署接入leaf。

Description

一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统及方法

技术领域

本发明涉及SDN及计算机网络领域，具体地说是一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统及方法。

背景技术

网络虚拟化是云计算主要功能之一，也是企业对网络运维层面最为关注的要点之一。与传统网络相比，虚拟化网络在设备的统一管控、业务配置的灵活性及可操作性都具有明显的优势。目前业内主流的做法是由SDN控制器统一对fabric内部的网络设备进行管控，通过VxLAN+EVPN的组网方式实现大二层的互通。在SDN控制器与云平台对接的场景下，伴随着虚机迁移以及业务的按需上线，大二层的互通需求越来越明显。但在大二层数据中心建设的过程中也面临一些问题，其中一个就是多fabric互通的问题。

VxLAN+EVPN的组网方式首先要求通过路由协议将设备的环回口地址发布出去，实现底层underlay的互通；其次再通过MP-BGP在设备之间建立邻居关系，并且需要spine设备作为BGP的路由反射器，为所有leaf设备打通overlay。通过EVPN的二、三、五类路由实现隧道的自动发现与建立，mac/ip以及网段路由的学习。

但数据中心在建设中往往会遇到多fabric(即多机房)的情况，多fabric是目前云数据中心经常会遇到的场景之一。由于云数据中心的核心理念在于各种资源的池化，就不可避免的带来了数据中心的各种纵向以及横向扩容的需求。为了实现多个fabric的underlay以及overlay互通，目前常用的方式为各fabric内部进行二层汇聚，逻辑上仍是核心(spine)设备与接入(leaf)设备直接建立EVPN邻居关系，实现多fabric的大二层互通，即需要在leaf和spine之间增加一组汇聚设备，每个fabric通过自己的汇聚设备与spine互联，通常仅作为二层汇聚存在。此时，spine设备基本充当了传统网中核心设备的角色，在后期数据中心扩容需要增加接入设备的时候，由于leaf-spine之间为二层汇聚，建立MP-BGP邻居关系时需要同时修改leaf与spine的配置，为核心交换机带来的一定的隐患。相当于每增加一组接入设备，都要对核心设备进行修改相应配置，这对追求高稳定性的数据中心而言是较大的挑战，给整个数据中心网络带来的一定的故障隐患。故在多Fabric场景下，如何实现underlay和overlay的互通且在leaf扩容或替换接入设备时无需修改核心设备相应配置是目前现有技术中急需解决的技术问题。

专利号为CN107579850A的专利文献公开了一种云数据中心基于SDN控制的有线无线混合组网方法，SDN控制器依据应用使用的服务器选定无线网卡，根据无线网卡位置和无线接入交换机资源剩余情况选定使用的无线接入交换机；SDN控制器跟据选定的无线接入交换机为无线网卡分配IP地址，然后为无线网卡之间建立网络连接作为应用通信的underlay网络，把应用虚拟网络作为overlay网络迁移到underlay网络上；对于为网络调试和管理临时搭建的无线网络在使用完后，SDN控制器拆除无线网络连接回收相关网络资源。但是该技术方案不能实现多fabric的场景下underlay和overlay的互通，在扩容接入设备时需修改核心设备相应配置，影响数据中心的稳定性。

专利号为CN106850387A的专利文献公开了一种多数据中心组网的实现方法及基于该实现方法的系统，该实现方法包括：在呈物理分离形态的多个数据中心之间组建点对点且仅连接两个数据中心的专线，在各数据中心创建虚拟路由器及虚拟内网，内网虚拟网关接入虚拟路由器，虚拟路由器接入由专线所组成的专线网络；直接将内网虚拟网关与GRE隧道设备添加至虚拟路由器的Bridge设备中；通过各数据中心的虚拟路由器建立点到点的GRE隧道，以基于GRE路由封装并对报文数据在各数据中心之间进行点对点转发。该技术方案着眼于多数据中心的互联，通过数据中心的虚拟路由器之间建立GRE隧道实现多个数据中心之间的互通，不能实现多fabric的场景下路由的打通、二层隧道的建立以及弱化数据中心网络设备变更时对核心设备的影响。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统及方法，来解决在多Fabric场景下，如何实现underlay和overlay的互通且在leaf扩容或替换接入设备时无需修改核心设备相应配置的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统，该系统包括，

角色划分单元，用于划分各个设备的角色；s-spine为一级RR(路由反射器)设备，客户端为各fabric内的spine设备，为各spine提供overlay的路由反射功能；spine设备作为二级RR设备，客户端为本fabric内部所有的leaf设备，为leaf提供路由反射功能；leaf为接入设备；

underlay路由规划单元，用于宣告设备的环回口地址，实现环回口地址的互通；

overlay路由规划单元，用于利用环回口地址建立EVPN邻居关系。

作为优选，所述underlay路由规划单元采用IGP或BGP实现环回口地址的互通。

更优地，所述underlay路由规划单元采用IGP中的OSPF或IS-IS实现环回口地址互通。

更优地，所述underlay路由规划单元采用IGP实现环回口地址互通是将环回口地址在协议中发布。

更优地，所述underlay路由规划单元采用BGP实现环回口地址的互通是在BGP中通过network的方式发布出去。

作为优选，所述overlay路由规划单元中的整网设备处在一个AS范围内。

一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网方法，该方法步骤如下：

S1、建立OSPF邻居关系：leaf与spine之间全互联，spine与s-spine之间全互联，leaf-spine-s_spine之间通过互联地址建立OSPF邻居关系，所有设备都属于骨干区域Area0，通常情况下，不建议采用1作为OSPF的进程号；

S2、创建并发布环回口：各设备创建环回口，并将环回口地址在OSPF进程中通过network的方式发布出去，使得loopback地址能够在underlay整网可达，用于后面EVPN邻居的建立；

S3、部署一级RR：在s-spine下创建BGP进程，与各fabric的spine通过环回口建立EVPN邻居关系；同时在l2vpn evpn地址族下部署s-spine作为一级RR，客户端为各fabric的spine；

S4、部署二级RR：在spine下创建BGP进程，AS号与s-spine进程保持一致，AS号与s-spine、leaf通过环回口建立EVPN邻居关系；同时在l2vpn evpn地址族下部署spine为二级RR，客户端为本fabric内部所有leaf；

S5、部署接入leaf：在leaf下创建BGP进程，AS号与spine、s-spine保持一致，AS号与s-spine、leaf通过环回口建立EVPN邻居关系。

8、根据权利要求7所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网方法，其特征在于，所述步骤S1中建立OSPF邻居关系的所有设备采用p2p网络类型。

作为优选，所述underlay路由协议采用EBGP方式，为了与underlay进行区分，overlay的BGP划分为多实例且overlay的整网设备处在同一AS内。

更优地，所述fabric内部的东西向流量依靠本fabric的RR实现路由互通；各fabric之间的东西向流量依靠s-spine实现路由互通。

本发明的数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统及方法具有以下优点：

(一)、本发明解决了多fabric场景下，underlay和overlay的互通并且在扩容时无需修改核心交换机的配置问题，确保扩容接入设备时对核心设备影响最小；

(二)、本发明是为了尽可能的减少对核心设备的影响，其核心思想是在overlay层面引入多级RR的概念，由s-spine作为一级RR，为各fabric的spine提供overlay的路由反射功能；再由spine设备作为二级RR，为本fabric内部的接入设备提供overlay层面的路由反射，从而在接入设备扩容或者替换时只需要在spine设备增加或修改EVPN的配置，在邻居正常建立后，通过多级RR反射到所有fabric的接入leaf，最终在实现大二层互通的同时，减小了在变更时对核心设备的影响；

(二)、本发明采用s-spine作为一级RR、spine作为二级的方式，实现了多fabric的二层互通，只需要对接一套控制器与云平台即可；同时实现了leaf与spine的三层互通，有效限制了接入测扩容对核心设备的改动；

(三)、本发明在SDN数据中心的overlay层面中引入多级RR的概念，实现多fabric的互通以及接入与核心的三层隔离，达到了如下效果：

①、leaf与spine之间不采用二层汇聚的方式；

②、新建的BGP邻居只能在leaf与汇聚之间；

③、不同fabric的汇聚设备通过spine将本fabric的路由发布出去；

(四)、本发明通过多级RR的部署，可以实现多fabric之间的大二层互通，同时减少了接入设备在扩容或替换时对核心设备带来的影响，随着数据中心的规模逐渐增大，同一数据中心存在多fabric的情况越来越多，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为数据中心多Fabric场景的EVPN组网方法的流程框图；

附图2为多级RR原理示意图；

附图3为多级RR流量模型示意图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统及方法作以下详细地说明。

实施例1：

本发明的数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统,该系统包括，

角色划分单元，用于划分各个设备的角色；s-spine为一级RR(路由反射器)设备，客户端为各fabric内的spine设备，为各spine提供overlay的路由反射功能；spine设备作为二级RR设备，客户端为本fabric内部所有的leaf设备，为leaf提供路由反射功能；leaf为接入设备；

underlay路由规划单元，用于宣告设备的环回口地址，实现环回口地址的互通；

overlay路由规划单元，用于利用环回口地址建立EVPN邻居关系。

其中，underlay路由规划单元采用IGP实现环回口地址的互通。underlay路由规划单元采用IGP中的OSPF或IS-IS实现环回口地址互通。underlay路由规划单元采用IGP实现环回口地址互通是将环回口地址在协议中发布。overlay路由规划单元中的整网设备处在一个AS范围内。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别仅在于：underlay路由规划单元采用BGP实现环回口地址的互通是在BGP中通过network的方式发布出去。

实施例3：

由于underlay的路由协议采用OSPF，所以对数据中心规模有一定的限制。考虑到协议本身的LSDB规模以及路由收敛时间，在整个fabric网络设备超过300台以后，建议采用OSPF划分区域的方式，或采用IS-IS以及BGP的组网方式。在规模不大时，可以将所有的网络设备统一划分到OSPF骨干区域里，本发明的数据中心多Fabric场景的EVPN组网方法，如附图1所示，该方法步骤如下：

S1、建立OSPF邻居关系：leaf与spine之间全互联，spine与s-spine之间全互联，leaf-spine-s_spine之间通过互联地址建立OSPF邻居关系，所有设备都属于骨干区域Area0，所有设备采用p2p网络类型；通常情况下，不建议采用1作为OSPF的进程号；

S2、创建并发布环回口：各设备创建环回口，并将环回口地址在OSPF进程中通过network的方式发布出去，使得loopback地址能够在underlay整网可达，用于后面EVPN邻居的建立；

S3、部署一级RR：如附图2所示，在s-spine下创建BGP进程，与各fabric的spine通过环回口建立EVPN邻居关系；同时在l2vpn evpn地址族下部署s-spine作为一级RR，客户端为各fabric的spine；underlay路由协议采用EBGP方式，为了与underlay进行区分，overlay的BGP划分为多实例且overlay的整网设备处在同一AS内；

S4、部署二级RR：如附图2所示，在spine下创建BGP进程，AS号与s-spine进程保持一致，AS号与s-spine、leaf通过环回口建立EVPN邻居关系；同时在l2vpn evpn地址族下部署spine为二级RR，客户端为本fabric内部所有leaf；

S5、部署接入leaf：如附图2所示，在leaf下创建BGP进程，AS号与spine、s-spine保持一致，AS号与s-spine、leaf通过环回口建立EVPN邻居关系。

如附图3所示，fabric内部的东西向流量依靠本fabric的RR实现路由互通；各fabric之间的东西向流量依靠s-spine实现路由互通。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统，其特征在于，该系统包括，

角色划分单元，用于划分各个设备的角色；s-spine为一级RR设备，客户端为各fabric内的spine设备，为各spine提供overlay的路由反射功能；spine设备作为二级RR设备，客户端为本fabric内部所有的leaf设备，为leaf提供路由反射功能；leaf为接入设备；

underlay路由规划单元，用于宣告设备的环回口地址，实现环回口地址的互通；

overlay路由规划单元，用于利用环回口地址建立EVPN邻居关系。

2.根据权利要求1所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统，其特征在于，所述underlay路由规划单元采用IGP或BGP实现环回口地址的互通。

3.根据权利要求2所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统，其特征在于，所述underlay路由规划单元采用IGP中的OSPF或IS-IS实现环回口地址互通。

4.根据权利要求2或3所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统，其特征在于，所述underlay路由规划单元采用IGP实现环回口地址互通是将环回口地址在协议中发布。

5.根据权利要求2所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统，其特征在于，所述underlay路由规划单元采用BGP实现环回口地址的互通是在BGP中通过network的方式发布出去。

6.根据权利要求1所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网系统，其特征在于，所述overlay路由规划单元中的整网设备处在一个AS范围内。

7.一种数据中心多Fabric场景的EVPN组网方法，其特征在于，该方法步骤如下：

S1、建立OSPF邻居关系：leaf与spine之间全互联，spine与s-spine之间全互联，leaf-spine-s_spine之间通过互联地址建立OSPF邻居关系，所有设备都属于骨干区域Area 0；

S2、创建并发布环回口：各设备创建环回口，并将环回口地址在OSPF进程中通过network的方式发布出去，使得loopback地址能够在underlay整网可达，用于后面EVPN邻居的建立；

S3、部署一级RR：在s-spine下创建BGP进程，与各fabric的spine通过环回口建立EVPN邻居关系；同时在l2vpn evpn地址族下部署s-spine作为一级RR，客户端为各fabric的spine；

S4、部署二级RR：在spine下创建BGP进程，AS号与s-spine进程保持一致，AS号与s-spine、leaf通过环回口建立EVPN邻居关系；同时在l2vpn evpn地址族下部署spine为二级RR，客户端为本fabric内部所有leaf；

S5、部署接入leaf：在leaf下创建BGP进程，AS号与spine、s-spine保持一致，AS号与s-spine、leaf通过环回口建立EVPN邻居关系。

8.根据权利要求7所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网方法，其特征在于，所述步骤S1中建立OSPF邻居关系的所有设备采用p2p网络类型。

9.根据权利要求7或8所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网方法，其特征在于，所述underlay路由协议采用EBGP方式，为了与underlay进行区分，overlay的BGP划分为多实例且overlay的整网设备处在同一AS内。

10.根据权利要求9所述的数据中心多Fabric场景的EVPN组网方法，其特征在于，所述fabric内部的东西向流量依靠本fabric的RR实现路由互通；各fabric之间的东西向流量依靠s-spine实现路由互通。