Các kiến trúc trung tâm dữ liệu hiện đại đòi hỏi khả năng truyền tải lớp phủ có thể mở rộng, dự đoán được và chống lỗi. Khi thiết kế multicast cho kiến trúc EVPN-VXLAN trên các nền tảng chuyển mạch doanh nghiệp, các kỹ sư phải cân bằng giữa hiệu quả, tính ổn định của mặt điều khiển và các hạn chế chuyển tiếp phần cứng.
Trong các triển khai hiện đại của mạng fabric dựa trên Ethernet VPN (EVPN) và VXLAN, multicast chủ yếu được sử dụng để truyền tải lưu lượng BUM (Broadcast, Unknown Unicast, Multicast). Các lựa chọn thiết kế ở đây ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng mở rộng và độ phức tạp vận hành của fabric, đặc biệt là trên các nền tảng như bộ chuyển mạch dựa trên Cisco IOS-XE.
- Phần 1: Thiết kế lớp lót vận chuyển
- Phần 2: Lập kế hoạch địa chỉ đaicast
- Phần 3: Bảo vệ mặt phẳng điều khiển
- Phần 4: Mở rộng quy mô sao chép BUM
- Phần 5: Các loại tuyến đường EVPN
Phần 1: EVPN-VXLAN trên IOS-XE C9500 — Các tùy chọn lớp nền
Sao chép lớp nền đa hướng
Sao chép đa hướng dựa trên cây đa hướng được xây dựng trong mạng lớp nền. Phương pháp này hiệu quả đối với các mạng quy mô lớn vì các gói tin được sao chép một lần cho mỗi nhánh của cây đa hướng.
Ưu điểm bao gồm sử dụng băng thông hiệu quả và hành vi sao chép có thể dự đoán được. Nhược điểm bao gồm sự phức tạp trong vận hành do phải cấu hình và bảo trì định tuyến đaicast.
Sao chép đầu vào
Sao chép lưu lượng vào loại bỏ yêu cầu định tuyến đaicast trong lớp nền. Thay vào đó, VTEP nguồn sao chép lưu lượng BUM trực tiếp đến các VTEP từ xa.
Phương pháp này đơn giản hơn để triển khai nhưng làm tăng mức sử dụng băng thông trên các VTEP nguồn. Nhìn chung, nó phù hợp hơn cho các mạng có quy mô nhỏ hoặc trung bình.
Hướng dẫn thiết kế:
- Đối với mạng doanh nghiệp nhỏ → Sao chép dữ liệu đầu vào thường là đủ.
- Mạng lưới trung tâm dữ liệu lớn → Lớp nền đa hướng cung cấp khả năng mở rộng tốt hơn.
Phần 2: Lập kế hoạch địa chỉ đaicast cho VXLAN
Lập kế hoạch địa chỉ đaicast rất quan trọng đối với khả năng dự đoán hoạt động trong các mạng VXLAN.
Phạm vi đaicast của IANA
Các dải đaicast phổ biến được sử dụng trong thiết kế kiến trúc VXLAN bao gồm:
- 239.xxx — Không gian đaicast có phạm vi quản trị
- 227.xxx — Không gian phát đa điểm thử nghiệm riêng tư
Dải địa chỉ 239.xxx thường được ưu tiên sử dụng vì nó phù hợp với các thực tiễn tốt nhất về đaicast có phạm vi quản trị được xác định bởi các hướng dẫn thiết kế đaicast.
Chiến lược lập bản đồ xác định
Không nên gán ngẫu nhiên các nhóm đaicast cho VNI. Thay vào đó, hãy sử dụng ánh xạ có cấu trúc giữa VNI và các nhóm đaicast.
Điều này giúp giảm độ phức tạp trong việc khắc phục sự cố và cải thiện khả năng dự đoán quy mô của hệ thống.
Phần 3: Tránh va chạm mặt phẳng điều khiển
Hành vi do thám IGMP
Việc phát tín hiệu thành viên đa hướng thường sử dụng Giao thức quản lý nhóm Internet (IGMP) để phát hiện thành viên nhóm.
Ví dụ lệnh CLI để kiểm tra trạng thái đaicast:
Ví dụ lệnh CLI để xác minh cấu hình phần mềm hoặc trạng thái đaicast:
switch# show ip igmp snoopingSự thay đổi lớn về IGMP có thể tạo ra các đỉnh tải trên mặt phẳng điều khiển. Các nhà thiết kế kiến trúc mạng nên hạn chế sự gia tăng không cần thiết của trạng thái nhóm đa hướng.
Rủi ro của khối điều khiển mạng cục bộ
Việc sử dụng địa chỉ đaicast từ các khối điều khiển cục bộ mà không có kế hoạch cẩn thận có thể gây ra xung đột với các dịch vụ khác.
Cách làm tốt nhất là duy trì phân vùng đa hướng nghiêm ngặt và các chính sách phân bổ nhóm nhất quán.
Phần 4: Mở rộng khả năng sao chép BUM trong mạng VXLAN
Nhóm đaicast trên mỗi L2VNI
Mỗi VNI lớp 2 có thể được ánh xạ tới một nhóm đaicast duy nhất.
- Ưu điểm: Khả năng cách ly lưu lượng truy cập tốt và dễ dàng khắc phục sự cố.
- Nhược điểm: Yêu cầu bảng trạng thái đaicast lớn hơn.
Sao chép đa hướng VNI theo nhóm
Nhiều VNI có thể chia sẻ các nhóm đaicast để giảm yêu cầu về quy mô trạng thái.
- Ưu điểm: Giảm trạng thái định tuyến đaicast.
- Nhược điểm: Giảm độ chi tiết trong việc phân tách lưu lượng truy cập.
Khả năng của chip ASIC chuyển tiếp phần cứng quyết định giới hạn quy mô thực tế.
Các kỹ sư phải xác thực kết quả thử nghiệm tỷ lệ chứ không chỉ dựa hoàn toàn vào các thông số kỹ thuật lý thuyết.
Phần 5: Các loại tuyến đường EVPN trong thực tế
Loại tuyến đường 1 — Tuyến đường phân đoạn Ethernet
Được sử dụng để nhận dạng đa kết nối và báo hiệu miền dự phòng.
- Hỗ trợ chuyển tiếp đa tác vụ.
- Cung cấp thông tin nhận dạng nhóm dự phòng
Loại tuyến đường 3 — Tuyến đường đaicast bao gồm
Được sử dụng để quảng bá tư cách thành viên VTEP trong các cây phân phối đa hướng.
Loại tuyến đường này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa sao chép lưu lượng BUM trên toàn hệ thống.
Loại tuyến đường 4 — Lựa chọn đơn vị giao nhận được chỉ định
Được sử dụng để ngăn chặn việc chuyển tiếp trùng lặp trong các thiết kế đa kết nối.
Loại tuyến đường 4 cung cấp chức năng tương tự như các cơ chế dự phòng vPC hoặc MLAG truyền thống nhưng nằm trong logic mặt phẳng điều khiển EVPN.
Các yếu tố cần xem xét về khả năng của nền tảng
Khả năng của nền tảng quyết định mức độ mạnh mẽ mà việc thiết kế khả năng mở rộng multicast và EVPN có thể thực hiện được.
Các nền tảng cũ hơn có thể gặp khó khăn với khả năng mở rộng sao chép đaicast hoặc lưu lượng truy cập đột biến BUM.
Các quy trình kiểm tra phần cứng mẫu có thể bao gồm việc tìm nguồn cung ứng các nền tảng phần cứng mạng doanh nghiệp đã được xác thực để kiểm tra trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm sản xuất.
Đối với quy trình mua sắm phần cứng, các nền tảng có thể được so sánh bằng cách sử dụng các công cụ phân tích vòng đời sản phẩm như... Giá CNTT để xác thực cấu hình và quản lý kho hàng. Các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng doanh nghiệp như... Bộ định tuyến-chuyển mạch Các thông số kỹ thuật nền tảng có thể được tham khảo trong quá trình nghiên cứu tìm nguồn cung ứng phần cứng, nhưng các quyết định thiết kế cuối cùng luôn phải dựa trên các thông số kỹ thuật chính thức của nền tảng.
Phần 7: Câu hỏi thường gặp
Câu 1. Tôi nên sử dụng multicast hay ingress replication?
Điều này phụ thuộc vào quy mô mạng và khả năng chịu đựng độ phức tạp vận hành. Multicast hiệu quả hơn đối với các mạng lớn, trong khi sao chép dữ liệu đầu vào đơn giản hơn để triển khai.
Câu 2. Tôi nên triển khai bao nhiêu nhóm đaicast?
Điều này phụ thuộc vào quy mô VNI, khả năng phần cứng và yêu cầu cách ly lưu lượng.
Câu 3. EVPN có thể thay thế các công nghệ dự phòng truyền thống không?
Đúng vậy. Các kiểu định tuyến EVPN cung cấp các mô hình dự phòng có thể thay thế các kiến trúc dựa trên STP truyền thống.
Câu 4. Lưu lượng giao thông BUM có ảnh hưởng đến hiệu suất của vải không?
Đúng vậy. Lưu lượng truy cập BUM quá mức có thể ảnh hưởng đến độ bền của vải và cần được thiết kế cẩn thận.
Chuyên môn xây dựng niềm tin
Hơn 20 năm • Hơn 200 quốc gia • Hơn 21500 khách hàng/dự án
CCIE · JNCIE · NSE7 · ACDX · HPE Master ASE · Chuyên gia máy chủ/AI của Dell