یکی از جالب ترین قابلیت های معرفی شده توسط EVPN، multihoming فعال-فعال بومی است. اگر در دهه گذشته زمانی را صرف طراحی شبکه های مرکز داده کرده اید، احتمالاً از فناوری هایی مانند vPC، MLAG، MC-LAG، Virtual Chassis، StackWise Virtual یا سایر روش های مشابه فروشنده برای سرورهای خانگی دوگانه و دسترسی به سوئیچ ها استفاده کرده اید یا حداقل با آنها مواجه شده اید.
این فناوری ها یک مشکل واقعی را حل کردند. ما می‌خواستیم یک دستگاه را به چندین سوئیچ به طور همزمان وصل کنیم در حالی که به همه پیوندهای موجود اجازه می‌دهیم ترافیک را هدایت کنند. پروتکل‌های سنتی لایه 2 مانند STP از حلقه‌ها جلوگیری می‌کردند، اما اتصالات اضافی را نیز بی‌حرکت می‌گذاشتند، که اتلاف بزرگی از منابع بود.
چالش این است که اکثر پیاده سازی های MLAG اختصاصی هستند. آنها از اتصالات همتای خاص و مکانیسم های همگام سازی استفاده می کنند، و معمولاً این بدان معناست که شما در یک معماری فروشنده خاص قفل خواهید شد.
EVPN Active-Active Multihoming (EVPN-MH) رویکرد متفاوتی دارد. به جای تکیه بر هواپیماهای کنترل اختصاصی بین سوئیچ ها، EVPN از خود BGP EVPN برای تبلیغ اطلاعات چند خانه در سراسر پارچه استفاده می کند. نتیجه یک راه حل مبتنی بر استاندارد است که افزونگی، تعادل بار، همگرایی سریعتر و مقیاس پذیری بهتر را برای پارچه های مدرن VXLAN فراهم می کند.
مشکل EVPN-MH حل می شود
به تصویر دمیدن پارچه VXLAN ساده با ستون فقرات نگاه کنید.
HostA هر دو با Leaf1 و Leaf2 مرتبط است. بدون multihoming، ما معمولا یک مسیر فعال و یک مسیر پشتیبان خواهیم داشت. این باعث هدر رفتن پهنای باند و بروز رویدادهای شکست اضافی می شود.
با EVPN-MH، هر دو سوئیچ برگ به طور فعال ترافیک را هدایت می کنند. سرور یک اتصال منطقی را می بیند، در حالی که فابریک دو VTEP مستقل را می بیند که در یک بخش اترنت شرکت می کنند.
مفهوم کلیدی در اینجا Ethernet Segment Identifier (ESI) است که یک مقدار 10 بایتی است که به طور منحصربفرد یک بخش multihomed را شناسایی می کند. هر دو Leaf1 و Leaf2 یک ESI یکسان را تبلیغ می کنند و به بقیه پارچه ها می گویند که به یک دستگاه پایین دستی متصل هستند.
نحوه عملکرد EVPN Multihoming
وقتی EVPN-MH فعال است، چندین نوع مسیر EVPN با هم شروع به کار می کنند. اگر پست اخیر وبلاگ من را که شامل پنج نوع مسیر EVPN است را بخوانید، اینجاست که نوع مسیر 1 و 4 بسیار مهم می شود.
مسیر نوع 4: مسیر بخش اترنت
اولین چیزی که سوئیچ های برگ شرکت کننده تبلیغ می کنند یک مسیر قطعه اترنت نوع 4 است. هدف از مسیر نوع 4، تبلیغ مالکیت ESI و شرکت در رویه های انتخاب انتقال دهنده تعیین شده (DF) است.
برای مثال در تصویر زیر می بینیم
- Leaf1 مسیر نوع 4 را با ESI 0000:0000:0000:0001 تبلیغ می کند.
- Leaf2 مسیر نوع 4 را با ESI 0000:0000:0000:0001 تبلیغ می کند.
هر دو سوئیچ برگ یک ESI یکسان را تبلیغ می کنند و اکنون VTEP های راه دور می دانند که هر دو سوئیچ برگ در یک بخش اترنت شرکت می کنند. این برای مدیریت ترافیک BUM (پخش، پخش ناشناخته و چندپخشی) و اجتناب از حلقه‌ها در بافت VXLAN مهم است. و در این پیکربندی، فقط فورواردر تعیین‌شده انتخاب شده، مسئولیت‌های حمل و نقل خاصی را بر عهده دارد.
در خروجی از نشان دادن bgp evpn بخش اترنت نوع مسیرمی بینیم که هر دو سوئیچ برگ یک ESI را تبلیغ می کنند (0000:0000:0000:0000:0010):
مسیر نوع 1: مسیر کشف خودکار اترنت
Route Type 1 چندین عملکرد مهم را در EVPN-MH انجام می دهد که به آن کمک می کند بسیار بهتر از طرح های سنتی MLAG مقیاس شود. EVPN-MH ارائه می دهد:
- نام مستعار
- عقب نشینی دسته جمعی
- پشتیبانی از Split Horizon
- همگرایی سریع
نام مستعار
نام مستعار یکی از ویژگی هایی است که واقعاً باعث شد EVPN-MH برای من کلیک کند.
در EVPN-MH، Leaf1 و Leaf2 هر دو مسیرهای EVI AD نوع 1 اترنت را برای ESI مشترک تبلیغ می‌کنند. اگر Leaf1 یک MAC میزبان را با مسیر نوع 2 تبلیغ کند، VTEP راه دور می بیند که MAC به یک بخش اترنت چند دامنه ای تعلق دارد. سپس می‌تواند از مسیرهای نوع 1 برای حل این ESI برای Leaf1 و Leaf2 استفاده کند، و اجازه می‌دهد ترافیک بین دو سوئیچ برگ متعادل شود، حتی اگر فقط یک برگ مسیر MAC را آغاز کرده باشد. یک هاست را تصور کنید که به سروری با آدرس دوگانه متصل است.
در تصویر زیر می بینیم که تبلیغات نوع 1 برای EVI از هر دو Leaf1 و Leaf2 می آید. این به VTEP های راه دور می گوید که هر کدام به آن بخش اترنت خاصی که HostA بخشی از آن است دسترسی دارند.
یک VTEP راه دور می تواند مسیر MAC/IP را از یک برگ به دست آورد، اما از آنجا که این مسیر با یک ESI مرتبط است، می تواند از مسیرهای اترنت AD نوع 1 برای شناسایی مجموعه کامل سوئیچ های برگ متصل به آن بخش اترنت استفاده کند. بنابراین، VTEP های راه دور می توانند ترافیک را در دو سوئیچ برگه تعادل بارگذاری کنند و استفاده از پهنای باند موجود را به میزان زیادی بهبود بخشند.
در نتیجه زیر با استفاده از نشان دادن تشخیص خودکار نوع مسیر bgp evpnما می توانیم مسیرهایی را ببینیم که به VTEP های راه دور می گویند که ترافیک برای آن ESI خاص می تواند از طریق هر برگ ارسال شود:
عقب نشینی گسترده و همگرایی سریع
البته استفاده از تمام پهنای باند موجود بسیار مهم است، اما حالا بیایید صحبت کنیم سناریوهای شکست. به نظر من، ساختن فابریک و مسیریابی پینگ ها برای کار یک چیز است، اما طراحی فابریک برای رسیدگی به سناریوهای مختلف خرابی، معماری واقعی شبکه است.
فرض کنید Leaf1 ارتباط خود را با میزبان قطع می کند. مکانیسم‌های سنتی بازیابی MAC ممکن است نیاز به هزاران رکورد MAC داشته باشند تا منقضی شوند یا به صورت جداگانه بازیابی شوند.
EVPN-MH از مسیرهای نوع 1 برای اجرای ES استفاده می کند برداشت انبوه. به جای بازنشستگی هر MAC به صورت جداگانه، Leaf1 به سادگی مسیر Ethernet Auto-Discovery مرتبط با کل بخش اترنت را بازنشسته می کند. VTEP های راه دور بلافاصله متوجه می شوند که دیگر نیازی به ارسال ترافیک به Leaf1 برای آن ESI نیست، که به طور چشمگیری زمان همگرایی را بهبود می بخشد.
در پارچه های مقیاس بزرگ که از هزاران یا ده ها هزار نقطه پایانی پشتیبانی می کنند (حتی در یک صفحه)، این به یک مزیت عملیاتی بزرگ تبدیل می شود.
انتخاب یک فورواردر خاص
یکی از چالش‌های موجود در حمل و نقل فعال-فعال، جلوگیری از ترافیک و حلقه‌های تکراری است که در اینجاست انتخابات در DF با استفاده از مسیرهای نوع 4، سوئیچ‌های برگ شرکت‌کننده مذاکره می‌کنند که کدام سوئیچ تبدیل به Forwarder تعیین شده برای VLANها یا خدمات خاص می‌شود.
در مثال ما، Leaf1 می تواند به عنوان DF انتخاب شود و Leaf2 غیر DF است. برای ترافیک BUM که از فابریک VXLAN دریافت می‌شود و به بخش اترنت هدایت می‌شود، فقط DF انتخاب‌شده ترافیک را به سمت پایین هدایت می‌کند. این از تحویل تکراری به دستگاه چند خانه جلوگیری می کند.
مزایای EVPN Active-Active Multihoming
برای قرار دادن آن به صورت فهرست (که برای سئوی من عالی است) دلایل متعددی وجود دارد که چرا EVPN-MH به طور گسترده در مراکز داده استفاده می شود.
- استفاده بهتر از پهنای باند
- همه پیوندها فعال باقی می مانند و ترافیک را به طور همزمان هدایت می کنند.
- همگرایی سریعتر
- مکانیسم های فراخوان انبوه به طور چشمگیری زمان غلبه بر عدم دسترسی را کاهش می دهد.
- معماری مبتنی بر استاندارد
- برخلاف پیاده سازی های خصوصی MLAG، EVPN-MH بر اساس استانداردهای باز و سیگنالینگ BGP EVPN است.
- مقیاس بهتر
- صفحه کنترل اطلاعات چندپخشی را به طور موثر در پارچه های بزرگ توزیع می کند.
- عملیات ساده شده
- بسیاری از سازمان‌ها به سمت معماری‌هایی حرکت می‌کنند که در آن EVPN به صفحه کنترل واحد برای پوشش‌های شبکه و چند خانه تبدیل می‌شود.
معایب و چالش ها
EVPN-MH کامل نیست، و یک شکایتی که شنیده ام این است که بسیار پیچیده است. منحنی یادگیری قطعا تندتر از MLAG سنتی است. همچنین، مهندسان شبکه باید درک درستی از ESI، نوع مسیر 1 و 4، انتخاب DF، الایاسینگ و رفتار تقسیم افق داشته باشند.
همچنین، اگرچه EVPN مبتنی بر استاندارد است، پیاده سازی فروشنده ممکن است در جزئیات عملیاتی و نحو پیکربندی متفاوت باشد. این بدان معنی است که شما ممکن است تفاوت های ظریف یا حتی بزرگی در عملکرد و/یا عملکرد از فروشنده ای به فروشنده دیگر داشته باشید.
سپس، هنگامی که چیزی خراب می شود (و به گفته مورفی، احتمالاً خراب می شود)، فقط بررسی کانال پورت کافی نیست. مهندسان اغلب نیاز به انجام جداول مسیر EVPN، وضعیت بخش اترنت و نتایج انتخابات DF دارند.
آیا این پیچیدگی به این معنی است که EVPN-MH ذاتاً بد است یا راه حل مناسبی نیست؟ من اینطور فکر نمی کنم. بله، من معتقدم بهترین کار این است که هر زمان که ممکن است همه چیز را ساده نگه داریم، اما نه به قیمت کارکردی که نیاز داریم.
افکار نهایی
EVPN Active-Active Multihoming یکی از آن فناوری‌هایی است که در ابتدا پیچیده‌تر از مشکلی است که حل می‌کند. هنگامی که برای اولین بار شروع به خواندن در مورد مقادیر ESI، مسیرهای نوع 1، مسیرهای نوع 4، الایاسینگ، فیلتر کردن افق تقسیم و انتخاب های DF می کنید، ممکن است برای یک سرور خانگی دوتایی قطعات متحرک زیادی به نظر برسد.
اما وقتی مشکل اساسی را درک کردید، معتقدم ظرافت راه حل آشکار می شود. EVPN-MH هواپیماهای کنترلی خود MLAG را با سیگنالینگ BGP مبتنی بر استاندارد جایگزین می کند. ارسال فعال-فعال، همگرایی سریع از طریق دانلود انبوه، متعادل سازی هوشمند بار از طریق aliasing، و جلوگیری از حلقه از طریق انتخاب DF را فراهم می کند.
از آنجایی که پارچه‌های مرکز داده مدرن همچنان در EVPN و VXLAN استاندارد می‌شوند، multihoming به جای یک فناوری جداگانه که بعد از این واقعیت پیچ‌خورده می‌شود، به گسترش طبیعی صفحه کنترل تبدیل می‌شود.
متشکرم
فیل
