C114通信網張琳2018-03-22 00:34:16
在當今雲計算、人工智能、大數據平臺等一系列顛覆性的技術創新背後,軟件的價值被前所未有的推向高峰,“軟件吞噬一切”在整個IT行業中盛行,幾十年沉澱下來的網絡也未能倖免。各大標準組織和學術派爭先恐後的制定網絡行業標準,試圖打破傳統網絡的技術限制和商業壁壘,用標準軟件來定義功能,用通用硬件來承載軟件,最終為用戶帶來物美價廉、互通性高、可持續性升級換代的新一代網絡解決方案。
SDN應運而生,提出了將網絡控制平面和轉發平面解耦,採用相對集中式的控制器替代原有分佈式控制,通過開放的可編程接口實現“軟件定義”。這種可編程的網絡架構特性,為網絡資源的設計、管理和使用提供了更多的可能性,從而更容易推動整個網絡的變革與發展。
盛大遊戲一直通過採用先進雲計算技術助推遊戲產業的發展,打造出國內一流的私有云平臺G雲1.0。隨著遊戲運營環境的急劇變化,為承載紛繁複雜的業務體系及線上遊戲運營系統,盛大遊戲希望能緊跟行業技術發展態勢,進而重構整個遊戲混合雲網絡架構。
在設計盛大遊戲G雲2.0網絡過程中,要求充分考慮盛大遊戲系統架構的通用性和易用性,同時需要針對遊戲行業的特殊性,例如網絡延時、彈性擴容、安全等進行定製化的架構設計,所以新的網絡架構必須要著眼於以下幾點:
標準且開放化:無論是物理網絡還是虛擬化網絡,必須採用業界相對標準的組網模型和網絡協議,兼顧開放性和互通性,實現網絡的模塊化設計,為今後平臺的演進提供標準化模型;
靈活擴展性:需要引入Overlay VxLAN技術替代原有的VLAN來更加靈活的支持雲主機對於網絡的要求,包括:熱遷移、租戶隔離、多租戶等;
高性能:對於虛擬化網絡Overlay,必須滿足遊戲場景下對網絡延時的苛刻要求。VPC網絡需要滿足租戶各雲主機(虛機、物理機)之間高吞吐、低延時的網絡互通要求;
高可靠性:無論是Underlay網絡,還是SDN控制器,必須充分考慮單點故障和HA等機制,從而保障整個網絡 7 x 24小時高可靠性要求;
解耦合:需要充分考慮控制和轉發平面的解耦合,以及虛擬化網絡和物理設備的解耦,以便實現雲主機的靈活接入,熱遷移等功能;
自動化:引入SDN控制器,實現對租戶網絡VPC的集中管理,支持物理網絡和虛擬化網絡的快速部署和靈活擴展。
盛大遊戲引入思華ExpressNET
SDN產品打造新一代混合雲網絡架構
經過雙方充分的需求分析和論證工作,引入以盛科SDN白牌交換機為網絡承載(同時支持華為等數據中心交換機),思華科技ExpressNET為控制平面的方案。該方案沒有僵化地採用純OpenFlow的方式,而採用了支持VxLAN的數據中心交換機和開放API相結合方式,由網絡設備提供出足夠靈活的API供思華的SDN控制器(ExpressNET)調用,思華ExpressNET整體架構如下圖所示:
<圖示1:思華ExpressNET整體架構>
盛大遊戲G雲2.0 整體網絡部署架構如下圖所示:
<圖示2:G雲2.0 網絡部署架構>
思華ExpressNET網絡平臺為雲主機、裸機提供了必要的實體和虛擬網絡環境,包括但不限於:VPC內部二三層東西向訪問、南北向公網訪問、虛機和物理機訪問、跨雲跨IDC訪問等,同時以VPC為單元對租戶進行安全隔離、公網QoS限制。整個網絡架構主要包含了下列組件及其功能特點:
1. 由可編程標準化網絡硬件設備(例如盛科E系列,華為CloudEngine系列等)組成Clos IP Fabric:其承擔了整個底層網絡(Underlay)功能,為上層的虛擬化網絡提供了堅實的網絡基礎,同時作為VxLAN的端點,提供高性能的VTEP隧道終結。該架構具有運維簡單、等價多路徑、水平擴容和可編程化特點,已被互聯網公司,數據中心和傳統企業IT所廣泛接受;
2. 位於各計算節點和Neutron節點的思華ExpressNET分佈式控制器:作為思華ExpressNET尤為重要的虛擬化網絡的控制平面,提供二層、三層網絡、DHCP、NAT、QoS、ARP Proxy等功能,各功能採用App Plugin的方式實現,易於擴展。採用分佈式控制器的好處在於消除了單點故障,性能有保障,同時兼顧了SDN的設計理念,將控制和轉發平面進行了解耦;
3. 位於Neutron節點的思華ExpressNET交換機控制器:該控制器負責通過廠商自定義RPC或者標準的NetConf協議對Underlay網絡設備進行管控,從而打通虛擬和物理網絡的控制平面,真正做到虛實網絡的結合與聯動;
4. 位於各計算節點的Open vSwitch(以下簡稱為OVS):以OpenFlow流表的形式提供了高效的網絡轉發平面,並支持Intel DPDK擴展,以滿足今後對性能的進一步要求;
5. 採用VxLAN隧道封裝技術提供租戶VPC虛擬化網絡:不僅實現了虛機到虛機的二/三層網絡連通,同時實現了VPC內虛機到裸機的二/三層直通,以及G雲2.0到用戶線下IDC的直通,各VPC安全隔離;
6. 考慮到Host VxLAN性能的限制,採用VxLAN Offloading技術將VxLAN加/解封裝上移到物理交換機ToR上,不僅提高了網絡吞吐、降低了網絡延時,同時將寶貴的主機計算資源預留給雲主機。
ExpressNET , 重新定義網絡
網絡設計之初,充分分析了OpenStack 原生Neutron網絡架構上的一些缺陷和不足,在兼容Neutron ML2 Framework的基礎上,參考了市面上已有的開源項目,引入了思華ExpressNET全面替換原生Neutron網絡方案,從而彌補了原生方案的不足,主要體現在以下幾個方面:
通過引入思華科技ExpressNET SDN解決方案後,盛大遊戲G雲2.0網絡平臺SDN收穫的不僅僅是數據中心、基礎架構,而是包括盛大遊戲各個場景的服務和功能,都能在通用的策略框架下實現高效、可靠、安全地運營,實現無縫的移動性、無縫的工作負載遷移。
盛大遊戲技保平臺中心總監應華說,“在建設G雲2.0之初,我們也分析參考了市面上多家SDN的技術,包括原生Neutron,多少都存在一些缺陷和不足,並考慮到被單一廠家從軟件到硬件全部綁定的風險。最終我們決定選擇思華ExpressNET作為G雲2.0的網絡架構,主要還是看重ExpressNET採用了SDN白牌交換機和開放API相結合的方式,各個IDC可以選擇不同廠家的網絡設備,有效降低了對單一硬件廠商的依賴度。再加上思華多年的技術積累,能夠為盛大遊戲提供定製化的SDN開發服務,是我們值得信賴的長期合作伙伴。”
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