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活動快報


Author : MichaelQQ
Article ID : 1201
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Version 1.02
Published Date: 2015/4/17 10:34:10
Reads : 490



圖 六:網路虛擬化示意圖[4]

摘要 — 雲端網路的發展迅速,舊有的傳統網路技術已經不符合在雲端網路的需求。近年來投入雲端資料中心的研究文獻也相當多,我們針對雲端資料中心的網路部分做一系列的探討,本篇介紹網路虛擬化,以及TRILL與SPB之間的差異和優缺點比較。

3.4 網路虛擬化技術與虛擬私人網路

網路虛擬化技術使用VID (Virtual Identifier) 將實際的網路拓樸分割成多個邏輯上不同的網路拓樸,如圖六所示,將原本的網路拓樸分割成兩個不同的邏輯網路,透過網路虛擬化的技術可以將網路流量分散並提供更好的網路效能,此外,網路虛擬化技術也可以提供客戶端更好的隱私,讓不同的客戶間封包不會經過相同的路徑傳送。

虛擬私人網路提供客戶端在地理位置的限制下仍然可以透過骨幹網路串起不同地區的內部網路,使用虛擬私人網路的技術客戶將感受不到地理位置上的差異,地理位置上距離遙遠的兩地仍然如區域網路般的連線互通。如圖七所示,A公司透過其客戶端的邊界網路設備(CE)與服務提供者的邊界網路設備(PE)連接,使用網路服務提供者所提供的VPN的技術將地理上分隔兩地的內部網路連接起來(VPN 1),同時間網路服務提供者也使用相同的VPN技術將B公司分隔三地的公司網路串起(VPN 2)。


圖 七:虛擬私人網路示意圖[3

其中,虛擬私人網路在不同的網路技術中又有所差異,較為人所知的主要有IPsec、GRE/PPTP、L2TP和VPLS等。VPLS (Virtual Private LAN Service)是第二層的虛擬私人網路技術,使網路服務提供者可以透MPLS核心網路提供服務,同時間,客戶端可以依照自己的需求佈建網路,並不會被網路服務提供者所提供的技術所限制。VPLS在MPLS網路使用標籤來建立封包的傳輸路徑的特性之下,VPN的建立就更加的方便,更可以藉此方式作到網路的服務品質控制。

表一:TRILL與SPB比較表
TRILL SPB
Control Plane 使用IS-IS 使用IS-IS
避免廣播風暴 在TRILL標頭加入TTL欄位 使用RPFC檢測
使用網路設備 RBridge 核心可沿用舊設備
VLAN數量 舊有802.1q規格,12位元 使用802.1ah規格 I-SID,24位元
網路管理 支援OA&M


四、 新興網路技術比較
如表一所示,在比較TRLL與SPB兩者技術上,我們可以發現它們都導入了IS-IS的技術,透過封包的交換來認識整個拓樸並計算出資訊,因此都具有多重路徑的優點,TRILL與SPB皆透過舊有的IS-IS封包的擴充格式來交換,並且兩者都不需要生成樹協定,而與生成樹網路之間也是可以互通的,為了避免迴圈產生時封包無止盡的轉發,造成廣播風暴,SPB透過如 RPFC (reverse path forwarding check)來檢測,TRILL則是加入TTL在標頭中來避免。
兩者都有為網路資料流 (flow) 動態修改路徑的能力,虛擬區域網路的支援上,SPB可透過I-SID支援至24位元 (bits) ,TRILL的部分則是舊有的虛擬區域網路規格12位元。
指定轉發器(DF)選舉的部分,SPB是透過預先設定的方式,而TRILL則是提供了演算法來選舉出區網中誰為指定的路由橋接器以及指定私有網路委任轉發者等等;在機器裡的查詢與轉發功能,SPB是循著傳統的方式完成,但為了要區分服務標籤等等,也是需要去進行額外的比對,而TRILL則是需要比對路由橋接機的暱稱來達成。
建置上,由於SPB的核心裝置仍然根據MAC Address和VLAN Tag作為轉發封包的依據,所以在佈建上僅需將邊界裝置替換成支援SPB功能的橋接器,而TRILL則一定得購買新型擁有路由橋接器功能的機器才行。
最後在關於網路管理的部分,SPB可以透過OA&M來對網路進行管理,而現今的TRILL尚未有OA&M的支援。[5]

五、 結論與未來展望
雲端已經成為現在最熱門的領域之一,投入雲端研究的資源也相當豐富,然而雲端網路的研究部份,還有著相當多的議題尚未解決,其牽涉範圍極廣極深。
本篇文章透過多篇雲端網路的熱門技術文章,整理出其中所提出的傳統網路困境,在新興網路技術的內容中大部分都已有相對應的解決方案,但是新興網路中所提出的策略仍然有著許多未解決的問題,在本文的文獻探索後,可以了解目前網路技術的解決方式和發展趨勢,進而能夠更快的掌握雲端網路的困境,並試圖加以改善。

參考文獻
[1] R. Perlman, "Introduction to TRILL," The Internet Protocol Journal 4.3 (2011): 2-20.
[2] A. Amamou, K. Haddadou, and G. Pujolle, "A TRILL-based multi-tenant data center network," Computer Networks (2014).
[3] J. De Clercq and O. Paridaens. “Scalability Implications of Virtual Private Networks,” IEEE Commun. Mag., vol.40, no.5, May 2002.
[4] N. M. M. K. Chowdhury and R. Boutaba, “Network virtualization: state of the art and research challenges,” IEEE Communications Magazine, vol. 47, no. 7, pp. 20–26, 2009.
[5] White Paper, “Compare and Contrast SPB and TRILL,” AVAYA.com 2011.

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