数据中心网络建设
数据中心高可用网络系统设计
1.方案背景数据中心作为承载企业业务的重要IT基础设施，承担着稳定运行和业务创新的重任。伴随着数据的集中，企业数据中心的建设及运维给信息部门带来了巨大的压力，“数据集中就意味着风险集中、响应集中、复杂度集中„„”，数据中心出现故障的情况几乎不可避免。因此，数据中心解决方案需要着重关注如何尽量减小数据中心出现故障后对企业关键业务造成的影响。为了实现这一目标，首先应该要了解企业数据中心出现故障的类型以及该类型故障产生的影响。影响数据中心的故障主要分为如下几类：
硬件故障
软件故障
链路故障
电源/环境故障
资源利用问题
网络设计问题。
2.解决方案
但是，一味的增加冗余设计是否就可以达到缓解故障影响的目的？有人可能会将网络可用性与冗余性等同起来。事实上，冗余性只是整个可用性架构中的一个方面。一味的强调冗余性有可能会降低可用性，减小冗余所带来的优点，因为冗余性在带来好处的同时也会带来一些如下缺点：
网络复杂度增加
网络支撑负担加重
配置和管理难度增加
因此，数据中心的高可用设计是一个综合的概念。在选用设备组件、提高网络的冗余性的同时，还需要加强网络构架及协议部署的优化，从而实现真正的高可用。设计一个高可用的数据中心网络，可参考类似OSI七层模型，在各个层面保障高可用，实现数据中心基础网络系统的高可用，如图1所示。
图1 数据中心高可用系统设计层次模型
数据中心高可用系统设计
企业在进行数据中心架构规划设计时，一般需要按照模块化、层次化原则进行，避免在后续规模越来越大的情况再进行大规模的整改，造成时间与投资浪费。
模块化设计
模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的应用进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，模块之间松耦合，力求在满足业务应用要求的基础上使网络稳定可靠、易于扩展、结构简单、易于维护。
不同企业的应用系统可能有一定的差异。在网络层面，根据应用系统的重要性、流量特征和用户特征的不同，可大致分为以下几个区域，如图2所示。
图2 企业数据中心典型模块划分
需注意几下几点：
1) 企业园区网核心与数据中心核心分离，各司其职
园区网核心主要承接纵向流量和用户的接入控制（DHCP、认证等）；数据中心核心主要承接服务器间的流量(横向流量居多)。数据中心核心交换机上尽可能少的部署策略和配置，保障其互连互通的高可靠、高性能，同时在扩展新的模块时力求达到核心设备配置的零更改，各模块之间互通的松耦合，避免某功能模块的故障影响其它功能模块，实现风险分散、灵活扩展；
2) 分布式安全部署
与传统的防火墙集中在核心旁挂的方式不一样，在模块化数据中心网络架构中，安全设备应下移到各功能模块的出口（汇聚层）位置，如图2的红色网格线所示。而不是旁挂部署在核心交换区，这样做的目的也是分散风险，实现各模块间的松耦合。数据中心核心交换区就像是连接各城市的高速公路，建设时应充分保障其高可靠和高性能，而不部署红绿灯调度；
3) 内部服务器区细分子区
4) Intranet服务器区是企业应用系统的关键分区，此分区可根据应用业务的关
数据中心层次化设计包括网络架构分层和应用系统分层两个方面。在当前网络及安全设备虚拟化不断完善的情况下，应用系统分层可通过设备配置来实现逻辑分层，不影响网络的物理拓扑。对于网络架构层次化设计，选择三层架构还是二层架构是不少企业进行数据中心网络建设时面临的难题。
传统网络中，网络各层的职责大致定义如下：
核心层：主要负责的是数据的交换与路由，不负责处理；
汇聚层：主要负责的是数据的处理，选择和过滤等操作；
接入层：主要负责的是数据的接受与发送，负责端到端的链路建立和释放。 从可靠性的角度来看，三层架构和二层架构均可以实现数据中心网络的高可用。近年来随着云计算的逐渐兴起，二层扁平化网络架构更适合云计算网络模型，可以满足大规模服务器虚拟化集群、虚拟机灵活迁移的部署。如表1所示为二层和三层架构对比，可见，两者之间没有优劣之分，企业用户可根据自身的业务特点进行选择，也可以先二层，后续针对某些特定的功能分区采用三层组网。
表1 三层组网与二层组网对比
模块化、层次化的架构设计将数据中心网络风险进行了分散，将出现问题后的影响降低，同时模块之间的松耦合可增强数据中心的扩展，简化网络运维，降低在扩展的过程中管理员的人为故障，保障数据中心的可用性。 设备层高可用设计
设备可靠是系统可靠的基本保障，数据中心核心交换区设备的可靠稳定尤为重要。尽管可以通过架构、策略、配置等的调整和优化等多种手段降低核心设备的故障几率以及影响范围，但若要解决根本的设备本身的软硬件故障，则必须选用数据中心级的网络设备。
3.方案总结
数据集中意味着风险的集中、响应的集中、复杂度的集中、投资的集中„„，高可用设计与部署是企业数据中心建设的永恒话题。“勿在浮沙筑高台”，网络作为数据中心IT基础承载平台，是IT系统高可用的基本保障。数据中心网络要实现高可用，技术并不能解决问题，还需要完善的运维流程、规章制度、管理体制等多方面的配合。结合企业业务的发展趋势，不断的总结与积累，是一个长期的、循序渐进的过程。
