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被忽视的数据中心非业务网络规划

时间:2022-02-15 15:03 发布:http://www.vecloud.com 阅读量:103

直接为业务系统提供服务的网络称为业务网络。为保证银行信息系统的安全运行,结合监管部门要求,通常将业务网划分为若干安全区域,各安全区域之间通过防火墙隔离。如数据库区、应用服务区、外联区、互联网金融区等。关于业务网的网络规划与设计已非常成熟,本文不再详述。

不直接为业务提供服务的网络,称为非业务网络。不同用途的非业务网络特点不同。本文将对非业务网络的特性进行分析,从全局角度,统筹规划,以获得强稳定、易扩展、便运维的高性能非业务网络。

一、非业务网的分类、特性与网络规划需求

没有直接和业务相关的网络,根据其用途,可分为带外管理网、虚拟化管理网、虚拟化迁移网、数据备份网、数据同步网、集群心跳网、分布式集群数据同步网、存储应用IP数据网等,网络规划需求分述如下:

1、带外管理网

带外管理网,用于连接各类硬件设备的带外管理,如网络、存储、服务器、安全等设备的带外管理。

每台设备通常只有一个千兆电口的带外管理口,因此带外管理网接入只需配置单台千兆电口网络接入交换机。

带外管理网可根据管理设备类型或管理员权划分VLAN,各Vlan间相互独立,且各数据中心之间无需相互通讯,无需发布路由。

如按管理设备类型划分4个Vlan,分别用于网络、存储、服务器、安全设备的带外管理。当需要增加一类管理设备时,可增加一个Vlan。

因带外管理网不发布路由,为实现远程管理,需配置带外管理服务器,该服务器配置双网卡,其中一个网卡连接带外管理网,另一网卡连接业务网的运维管理区,运维人员配合堡垒机系统,可实现远程管理。

网络规划需求如下图所示:

2、虚拟化管理网

虚拟化管理网,用于虚拟化资源池的管理,如VMware、KVM、容器平台等资源池的管理。

该网络流量较小,但需保证网络的高可用,故每台宿主机须配置两张千兆电口网卡,每张网卡分别连接到两台接入交换机。

虚拟化管理网可根据虚拟化管理要求,划分不同VLAN(如VMware管理VLAN、KVM管理VLAN等),各VLAN间相互隔离,且各数据中心之间无通讯需求。

如增加一个虚拟化管理类型,可增加一个Vlan。

因运维人员需要远程进行维护,故需把路由发布到全网。因此,在实际建设时,可将虚拟化管理网建设在业务网的运维管理区。

网络规划需求如下图所示:

3、虚拟化迁移网

虚拟化迁移网,用于虚拟化资源池中的虚拟机迁移,如:VMware的Vmotion等。

该网络流量大,且必须保证高可用,故每台宿主机需配置两张万兆光口网卡,每张网卡分别连接到两台接入交换机。

虚拟化迁移网可根据虚拟化资源池划分VLAN。每个资源池对应一个VLAN,。因虚机的迁移只发生在资源池内部,且无需跨中心迁移,故中心内各VLAN之间相互隔离,且数据中心之间无需相互通讯,无需发布路由。

如增加一个资源池,可增加一个Vlan。

网络规划需求如下图所示:

4、数据备份网

数据备份网,用于备份数据的传输,如虚拟化、数据库的数据备份、虚拟带库的数据传输等。

该网络流量大、且必须保证高可用,故每台宿主机需配置两张万兆光口网卡,每张网卡分别连接到两台接入交换机。

根据备份要求,数据中心内的数据备份到本地备份服务器后,还须同时传送到同城中心和异地中心保存,故需打通各个中心的备份网络。为实现上述网络需求,同时不打破业务中的安全域规划,数据备份网根据业务网中的安全区域划分VLAN,不同安全域对应不同备份Vlan,各Vlan间相互独立(如下图中的Vlan(1)~Vlan(n))。再规划一个独立Vlan(如下图中的VLan (X)),用于备份服务器的网络接入。该Vlan分别与各备份Vlan(Vlan1~Vlan(n))通讯。为了实现数据的异地保存,还须打通各数据中心备份服务器Vlan(Vlan(X))的网络。

如业务网增加一个安全域,数据备份网应相应增加一个备份VLan

网络规划需求如下图所示:

5、数据同步网

数据同步网,用于数据中心之间对应数据库的数据同步,如Oracle的DG、MySQL的Binlog等。

该网络流量大,且必须保证高可用,故每台宿主机需配置两张万兆光口网卡,每张网卡分别连接到两台接入交换机。

根据数据中心应用级灾备要求,各中心均均须部署应用系统和数据库,并利用数据库的复制技术,将主中心的数据实时同步到其他中心的数据库上。根据上述网络需求,数据同步网根据业务网中数据库所在安全域划分Vlan,不同安全域对应不同Vlan,各VLAN间相互隔离,同时打通数据中心对应Vlan的网络。

如业务网中增加一个数据库分区,数据同步网应相应增加一个数据库同步Vlan。

网络规划需求如下图所示:

6、集群心跳网

集群心跳网,用于集群的心跳数据传输,如Oracle RAC的数据库心跳。

该网络流量大,且必须保证高可用,故每台宿主机需配置两张万兆光口网卡,每张网卡分别连接到两台接入交换机上。

集群心跳网根据集群划分Vlan,每个集群划分一个Vlan。(如Oracle RAC,每个Oracle RAC划分一个Vlan)。各VLAN间相互独立,且各数据中心之间无通讯需求,无需发布路由。

如增加一个集群,集群心跳网应相应增加一个Vlan。

网络规划需求如下图所示:

7、分布式集群数据同步网

分布式集群数据同步网,用于承载分布式存储集群、分布式数据库集群内各节点之间副本数据的同步,如hadoop集群、分布式存储集群等。

该网络的流量大,且必须保证高可用,故每个节点服务器配置两张万兆光口网卡,每张网卡分别连接到两台接入交换机。

分布式集群数据同步网根据分布式集群资源池划分Vlan,每个资源池对应一个Vlan。因副本数据只在集群内部复制,故中心内各VLAN相互隔离,但因数据要复制到其他中心,故需打通数据中心之间对应Vlan的网络。

如增加一个分布式集群,可增加一个Vlan。

网络规划需求如下图所示:

8、存储应用IP数据网

存储应用IP数据网,用于承载应用系统的存储IP数据,如业务系统访问分布式存储、NAS存储时,使用该网络。

该网络的流量大,且必须保证高可用,故每个节点服务器配置两张万兆光口网卡,每张网卡分别连接到两台接入交换机。

为保证访问效率,应用系统不建议跨中心访问存储系统,故无需打通跨中心的访问。

根据业务网中的安全区域划分VLAN,每个安全域对应一个存储数据Vlan,各Vlan间相互独立(如下图中的Vlan(1)~Vlan(n))。再规划一个独立Vlan(如下图中的VLan (X)),用于NAS、分布式存储的存储应用IP数据网的接入。该Vlan分别与各存储数据Vlan(Vlan1~Vlan(n))通讯。

如业务网增加一个安全域,存储应用IP数据网应相应增加一个数据存储VLan。

网络规划需如下图所示:

二、数据中心非业务网的规划与实践

在数据中心网络建设中,根据上述非业务网络规划需求,新规划的非业务网将与生产网隔离,且更注重网络的性能,同时具备广接入、易扩展、便管理的特性。规划要点如下:

非业务网采用两层网络架构设计,每个服务器分区部署二层接入交换机,支持千兆、万兆网络接入。核心采用高性能、低延时的三层交换机。接入交换机与核心交换机之间采用40G/100G互联。为保证网络的高可用,核心和每组接入交换机均采用双机部署。网络示意图如下:

在实际网络建设时,可采用传统的路由交换技术或SDN技术组建物理网络,在物理网络上划分VRF(或租户),每个VRF(或租户)对应某个用途的非业务网。VRF内设置多个Vlan(或租户内设置多个EPG),Vlan之间通过ACL隔离(租户采用EPG隔离)。启用路由协议,按需实现中心内或多中心间Vlan的相互通讯。为使方案更具通用性,本文拟采用传统的路由交换技术,规划非业务网络。

因虚拟化管理网路由需发布到运维管理区,为简化设计,可直接将虚拟化管理网规划在运维管理区上,本文不再详述。

如需增加一类非业务应用,可在非业务网上增加一个VRF(或租户),并按需求划分Vlan、发布路由。

VRF和Vlan划分详见下表:

接入交换机端口与路由规划如下:

为了避免服务器在运行过程中,不同类型的网络相互产生影响,根据非业务网络的流量特点,对服务器的网络接入进行了规划。详见下表:

独立的非业务网规划,隔离了非业务应用对业务的影响,提高了业务网的稳定性。此外,统筹的非业务网规划,不仅很好地满足了非业务应用的各项网络需求,为非业务应用提供稳定、可靠的高效网络,同时提高设备利用率,减少机柜占用空间,且方便了未来非业务的扩展,简化运维。

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