數(shù)據(jù)中心ACI方案測(cè)試總結(jié)

數(shù)據(jù)中心ACI方案測(cè)試總結(jié) 目錄目錄..............................................................................................2第1章測(cè)試概述...............................................................................1 1.1 ACI解決方案..........................................................................1 1.2 APIC控制器...........................................................................2 1.3 ACI架構(gòu).............................................................................31.4ACI的優(yōu)勢(shì)............................................................................4第2章測(cè)試概述...............................................................................5 2.1 測(cè)試項(xiàng)目概述...........................................................................52.2測(cè)試物理拓?fù)?..........................................................................5第3章ACI架構(gòu)測(cè)試功能總結(jié)....................................................................6 3.1 ACIFABRIC的架構(gòu).......................................................................6 3.2 ACIAPIC控制器的基本功能...............................................................7 3.3 ACI對(duì)虛擬化云架構(gòu)的支持...............................................................11 3.4 ACI對(duì)業(yè)務(wù)的監(jiān)控和管理的功能...........................................................13 第1章測(cè)試概述數(shù)據(jù)中心模式在新時(shí)代發(fā)生轉(zhuǎn)變，新應(yīng)用正在以新的方式對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的要求。分布式應(yīng)用（如大數(shù)據(jù)Hadoop）、在裸機(jī)上運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用（如Oracle和SAP的應(yīng)用）、在不同的虛擬機(jī)管理程序環(huán)境中運(yùn)行的虛擬化應(yīng)用,以及按需部署的基于云的應(yīng)用,都對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施提出了不同的要求。這些要求包括:基礎(chǔ)設(shè)施必須更加靈活且具有應(yīng)用感知能力,以支持動(dòng)態(tài)的應(yīng)用實(shí)例化和移除；新興應(yīng)用的非虛擬化等等不同的性質(zhì)，意味著基礎(chǔ)設(shè)施必須支持完全可視化的基于物理、虛擬和云集成；獨(dú)立于基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用將數(shù)據(jù)中心視為動(dòng)態(tài)的共享資源池；橫向擴(kuò)展模式促生了更多東西向流量,需要更高的網(wǎng)絡(luò)性能和可擴(kuò)展性；多云模式要求基礎(chǔ)設(shè)施安全可靠且具備多租戶感知能力；能夠與多種虛擬化和云平臺(tái)系統(tǒng)緊密的集成，實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的全自動(dòng)的自服務(wù)。包括服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)，L4-L7的應(yīng)用服務(wù)等等。這些變化增加了運(yùn)營復(fù)雜性,限制了業(yè)務(wù)敏捷性和響應(yīng)能力，尤其是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營團(tuán)隊(duì)較少的情況下，應(yīng)用部署的時(shí)間會(huì)非常的長(zhǎng)。CiscoACI提供了操作有所簡(jiǎn)化、應(yīng)用響應(yīng)能力有所提高的靈活數(shù)據(jù)中心架構(gòu),旨在支持新一代的應(yīng)用,同時(shí)適合現(xiàn)有的虛擬化和有可能會(huì)存在的非虛擬化環(huán)境。1.1ACI解決方案CiscoACI為新一代數(shù)據(jù)中心和云提供了轉(zhuǎn)變性的運(yùn)營模式。在ACI框架中,應(yīng)用指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)行為,而不是網(wǎng)絡(luò)行為指導(dǎo)應(yīng)用。預(yù)定義的應(yīng)用要求和說明(策略配置文件)讓網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用服務(wù)、安全策略、租戶子網(wǎng)和工作負(fù)載分配的調(diào)配實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。通過將整個(gè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的調(diào)配實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，ACI可以幫助降低IT成本、減少錯(cuò)誤、加快部署,并使業(yè)務(wù)更加敏捷。ACI模式使用基于交換矩陣的方法。此方法經(jīng)過全新設(shè)計(jì),用于支持新出現(xiàn)的行業(yè)要求,同時(shí)為現(xiàn)有的架構(gòu)維護(hù)遷移路徑。使用這一關(guān)鍵技術(shù),傳統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用和內(nèi)部開發(fā)的應(yīng)用可以通過動(dòng)態(tài)和靈活的方式,在為其提供支持的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上一同運(yùn)行。傳統(tǒng)上,網(wǎng)絡(luò)策略和邏輯拓?fù)錄Q定應(yīng)用設(shè)計(jì)。而現(xiàn)在,我們需要根據(jù)應(yīng)用需求來確定如何應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)策略和邏輯拓?fù)洹＝粨Q矩陣旨在支持向管理自動(dòng)化、以編程方式定義策略以及在任意位置任意設(shè)備上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)工作負(fù)載的轉(zhuǎn)變。ACI利用緊密結(jié)合的軟件和硬件組合實(shí)現(xiàn)此目標(biāo),從而提供其他模式無法提供的優(yōu)勢(shì)：1.2APIC控制器思科應(yīng)用策略基礎(chǔ)設(shè)施控制器（APIC）是ACI解決方案的主要架構(gòu)組件。它是ACI交換矩陣、策略實(shí)施和健康狀態(tài)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和管理的統(tǒng)一點(diǎn)。APIC是一個(gè)集中的群集式控制器。它優(yōu)化了性能，能夠在任何位置支持任何應(yīng)用，并統(tǒng)一了物理環(huán)境和虛擬環(huán)境的操作。此控制器可管理和操作可擴(kuò)展的多租戶ACI交換矩陣。APIC負(fù)責(zé)的任務(wù)包括交換矩陣激活、交換機(jī)固件維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)策略配置和實(shí)例化。APIC已完全從數(shù)據(jù)路徑中移除。這意味著即使與APIC的通信中斷，交換矩陣也仍然可以轉(zhuǎn)發(fā)流量。APIC本身作為一個(gè)設(shè)備提供，要實(shí)現(xiàn)更好的性能和可用性，通常需要運(yùn)行三臺(tái)或更多的設(shè)備。APIC針對(duì)可編程性和集中管理，重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。CiscoAPIC通過XML和JSON提供北向API,并同時(shí)提供使用此API的命令行界面（CLI）和GUI,用以管理交換矩陣。此系統(tǒng)還提供開源南向API,使第三方網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商可以通過APIC對(duì)供應(yīng)的設(shè)備實(shí)施策略控制。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)配置文件（ANP）是由端點(diǎn)組EPG（代表一個(gè)應(yīng)用層的相似端點(diǎn)的邏輯分組，或需要相似策略的服務(wù)集）、端點(diǎn)組EPG連接以及定義這些連接的策略組成的集合。ANP是應(yīng)用的所有組件及該應(yīng)用在應(yīng)用交換矩陣上的依存關(guān)系的邏輯表示。ANP通過與應(yīng)用的設(shè)計(jì)和部署方法相匹配的邏輯方法進(jìn)行模式化。隨后系統(tǒng)(而不是管理員)通過APIC來執(zhí)行策略的配置和實(shí)施,以及連接工作。1.3ACI架構(gòu)基于ACI的通信邏輯，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建組件中的Nexus9500/9300設(shè)備提供硬件支撐，組網(wǎng)示意圖如下所示：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用胖樹網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，包含了Spine和Leaf兩級(jí)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)中所有連接不會(huì)形成物理上的閉合回路，從徹底消除了傳統(tǒng)架構(gòu)中的環(huán)路風(fēng)暴，以及環(huán)路避免機(jī)制造成的帶寬浪費(fèi)問題。在Leaf交換機(jī)南向接口，可以通過擴(kuò)展模塊支持千兆/萬兆光口或者電口服務(wù)器的接入，或者兼容其他交換設(shè)備。在Leaf交換機(jī)到Spine交換機(jī)之間采用VXLAN的轉(zhuǎn)發(fā)封裝，從而在物理網(wǎng)絡(luò)上層構(gòu)建一層疊加網(wǎng)絡(luò)邏輯，并通過標(biāo)準(zhǔn)VXLAN數(shù)據(jù)報(bào)文封裝實(shí)現(xiàn)端到端的轉(zhuǎn)發(fā)一致性。VirtualextensibleLAN（VXLAN）是疊加在三層網(wǎng)絡(luò)上的二層疊加技術(shù)，通過24位的VNI以及SegmentID支持，VXLAN先天容量既可以將傳統(tǒng)二層VLAN的4K尋址限制擴(kuò)展到16M，即一千六百萬，同事VNID先天兼容各種虛擬化技術(shù)，所以在VXLAN實(shí)現(xiàn)中最多可以同時(shí)支撐16M的虛擬化域。同時(shí)由于VXLAN屬于隧道技術(shù)，所以先天具備邏輯隔離的安全性，在組網(wǎng)涉及中不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)中的混雜模式，從而導(dǎo)致內(nèi)部安全性不一致的問題。VXLAN默認(rèn)支持底層網(wǎng)絡(luò)等價(jià)多路徑技術(shù)和組網(wǎng)設(shè)計(jì)，從而保證了VXLAN能夠?qū)崿F(xiàn)底層通信邏輯對(duì)上層應(yīng)用的良好支持。VXLAN的優(yōu)勢(shì)包括：基于應(yīng)用層的IP數(shù)據(jù)流抽象出應(yīng)用連接特性，從而保證底層應(yīng)用對(duì)應(yīng)用的感知；支持IP數(shù)據(jù)包的隧道傳輸；幫助VMware、KVM、Hyper-V等虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)跨IP子網(wǎng)的移動(dòng)性；徹底消除傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的環(huán)路和風(fēng)暴問題；VXLAN可以通過三層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)二層網(wǎng)絡(luò)特性的延展。1.4ACI的優(yōu)勢(shì)ACI讓所有應(yīng)用部署、安全、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)配置人員都能夠通過通用平臺(tái)相互協(xié)作，有助于消除IT孤島。主要優(yōu)勢(shì)包括：徹底消除網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路和廣播風(fēng)暴；應(yīng)用速度——任何位置，任何應(yīng)用(支持VLANAnywhere、IPSubnet彈性部署)；可完整查看應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu),具有集中的應(yīng)用級(jí)集成可視性,以及跨物理和虛擬環(huán)境的實(shí)時(shí)的應(yīng)用運(yùn)行狀況監(jiān)控；可管理物理、虛擬和基于云環(huán)境的通用平臺(tái)；可對(duì)應(yīng)用和租戶進(jìn)行嚴(yán)格控制的安全多租戶；整合了軟件靈活性和硬件性能的可擴(kuò)展性能；卓越的應(yīng)用性能，可節(jié)約多達(dá)80%的應(yīng)用流完成時(shí)間；運(yùn)營簡(jiǎn)單，具有跨應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)和安全資源（以及未來的計(jì)算和存儲(chǔ)資源）的通用策略、管理和運(yùn)營模式；開放式API、開放式標(biāo)準(zhǔn)和開源元素,可帶來非常好的軟件靈活性,讓開發(fā)和運(yùn)營?（DevOps）團(tuán)隊(duì)能夠與生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴輕松整合。支持與MicrosoftSCVMM和MicrosoftAzurePack的深度集成，做到租戶業(yè)務(wù)的全自動(dòng)自服務(wù)。第2章測(cè)試概述2.1測(cè)試項(xiàng)目概述根據(jù)JD宿遷數(shù)據(jù)中心的各項(xiàng)需求，提出相應(yīng)的測(cè)試和演示要求搭建了測(cè)試網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行了相應(yīng)的演示，下邊針對(duì)系統(tǒng)功能和演示進(jìn)行了總結(jié)。測(cè)試準(zhǔn)備1臺(tái)APIC控制器；1臺(tái)Nexus9336：ACISpine；2臺(tái)Nexus9396：ACILeaf；2臺(tái)服務(wù)器（2臺(tái)或以上虛擬化宿主機(jī))；外部交換機(jī)2.2測(cè)試物理拓?fù)鋱D：ACI測(cè)試物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱DSpine交換機(jī)和2臺(tái)Leaf交換機(jī)之間通過40G鏈路全連接；APIC服務(wù)器連接到Leaf1節(jié)點(diǎn)上；另外兩臺(tái)服務(wù)器分別上聯(lián)到兩臺(tái)leaf1和leaf2節(jié)點(diǎn)上。按照測(cè)試的要求，在兩臺(tái)服務(wù)器上安裝了MicrosoftHyper-V虛擬化平臺(tái)，安裝了MicrosoftSCVMM管理平臺(tái)，MicrosoftAzurePack云管理平臺(tái)。整體架構(gòu)的可整體架構(gòu)的可視化監(jiān)控針對(duì)硬件設(shè)備和上層虛擬化網(wǎng)絡(luò)提供統(tǒng)一的視圖監(jiān)控，提供端到端時(shí)延、丟包率等信息統(tǒng)計(jì)對(duì)外連接的支持整體架構(gòu)支持通過L2或L3實(shí)現(xiàn)對(duì)外連接對(duì)外L3連接的路由協(xié)議支持支持靜態(tài)、OSPF、eBGP、iBGP、EIGRP對(duì)L3協(xié)議透?jìng)鞯闹С种С諰3路由協(xié)議通過Fabric透?jìng)鞣阑饓δＪ街С种С滞该骱吐酚赡Ｊ降姆阑饓φ现С侄喾N協(xié)議的接入支持VLAN/VXLAN封裝數(shù)據(jù)包的接入，并實(shí)現(xiàn)一致化處理3.2ACIAPIC控制器的基本功能APIC是對(duì)ACI的整個(gè)Fabric進(jìn)行集中控制和管理的平臺(tái)，是ACI交換矩陣、策略實(shí)施和健康狀態(tài)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和管理的統(tǒng)一點(diǎn)。APIC是一個(gè)集中的群集式控制器。它優(yōu)化了性能，能夠在任何位置支持任何應(yīng)用，并統(tǒng)一了物理環(huán)境和虛擬環(huán)境的操作。設(shè)備的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)ACIFabric自動(dòng)部署underlay自動(dòng)完成了設(shè)備發(fā)現(xiàn)和環(huán)境部署APIC負(fù)責(zé)的任務(wù)包括交換矩陣激活、交換機(jī)固件維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)策略配置和實(shí)例化。下邊對(duì)ACI中APIC的功能進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹：控制器的功能 APIC自動(dòng)初始化 APIC初始化只需要輸入簡(jiǎn)單信息即可自動(dòng)完成初始化APIC能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備APIC控制器支持對(duì)整體架構(gòu)中現(xiàn)有設(shè)備或新加入設(shè)備的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)1.APIC自動(dòng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備之后，可以對(duì)整個(gè)Fabric的全自動(dòng)部署2.不需要手動(dòng)配置ISIS和BGP，自動(dòng)完成underlay的部署APIC能自動(dòng)對(duì)整個(gè)Fabric的自動(dòng)部署3.不需要配置overlay網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)完成overlay的VXLAN配置極大的縮減整個(gè)數(shù)據(jù)中的設(shè)備部署和上線的時(shí)間，不用手動(dòng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置，提前進(jìn)行underlay的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等等。APIC在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中支持，集群部署。通過主備方式，當(dāng)住APIC發(fā)APIC支持HA部署 生故障的時(shí)候，備用APIC控制器會(huì)接管網(wǎng)絡(luò)。APIC控制器本身不介入到數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)中，提高了架構(gòu)高可用性1，APIC掉線，不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)，因?yàn)樗械膽?yīng)用ProfileAPIC故障對(duì)數(shù)據(jù)中心都已經(jīng)下發(fā)到了所有的leaf節(jié)點(diǎn)下。網(wǎng)絡(luò)無影響 2，APIC掉線，如果有新的VM或者是硬件設(shè)備添加到ACI的Fabric中來，立即就能時(shí)能已經(jīng)下發(fā)的策略，不影響對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)的更改和擴(kuò)容等操作。集中調(diào)度、管理和監(jiān)控制器作為整體架構(gòu)（包括物理設(shè)備、虛擬化網(wǎng)絡(luò)）的統(tǒng)一控制點(diǎn)，控需求實(shí)現(xiàn)對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度和管理，并提供集中的監(jiān)控能力集中微碼維護(hù)需求 控制器支持對(duì)整體架構(gòu)中的設(shè)備集中微碼升級(jí)，并可以按策略執(zhí)行控制器支持對(duì)整體架構(gòu)中的物理設(shè)備、邏輯連接的集中監(jiān)控，提供時(shí)延、丟包率等監(jiān)控細(xì)節(jié)信息，并可以按不用需求篩選（例如按應(yīng)集中監(jiān)控需求 用分組、租戶等）3.3ACI對(duì)訪問控制和靈活擴(kuò)容的實(shí)現(xiàn)思科ACI應(yīng)用的EPG之間采用白名單，也就是Contract的方式，比起傳統(tǒng)的VLAN和ACI的訪問管理方式有了質(zhì)的提升。比起以前復(fù)雜的ACL配置，并且無法把每條ACL與其影響的業(yè)務(wù)做對(duì)應(yīng)，不敢對(duì)ACI進(jìn)行添加刪除和調(diào)整，這樣數(shù)據(jù)中心中與業(yè)務(wù)相關(guān)的ACL條目數(shù)量會(huì)越來越多，多到無法控制和管理，在需要擴(kuò)展業(yè)務(wù)設(shè)備的時(shí)候更是非常復(fù)雜，這也是目前很多數(shù)據(jù)中心遇到的問題。思科ACI采用了非常靈活和簡(jiǎn)單的方式來實(shí)現(xiàn)了訪問控制Contract采用白名單的控制器方式，簡(jiǎn)單明了。通過圖形化的界面就就能簡(jiǎn)單明了的進(jìn)行EPG之間的訪問控制的配置。Contract的訪問控制器方式是基于應(yīng)用的。不需要對(duì)單獨(dú)的VM或者設(shè)備進(jìn)行ACL的配置，是基于應(yīng)用的EPG部署的。所以不管部署了多少VM，或者業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)，需要快速擴(kuò)容的時(shí)候，也不需要進(jìn)行相應(yīng)的ACL或者是訪問控制的配置。因?yàn)橄嗤瑯I(yè)務(wù)的VM會(huì)自動(dòng)關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的EPG中，使用已經(jīng)配置好的Contract，不需要再做任何額外的配置。Contract的添加刪除對(duì)業(yè)務(wù)的影響也嫩明確看到。ACL的添加和刪除，對(duì)哪些應(yīng)用有影響是無從得知的。由于Contract是基于應(yīng)用的EPG的，只對(duì)本應(yīng)用有影響。當(dāng)對(duì)Contract進(jìn)行刪除的操作的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行提示，該Contract被誰調(diào)用了，對(duì)誰會(huì)有影響。3.4ACI對(duì)虛擬化云架構(gòu)的支持ACI架構(gòu)支持各種虛擬化平臺(tái)和集成，滿足客戶各種虛擬化的需求ACI與MicrosoftAzurePack的集成架構(gòu)ACI與MicrosoftAzurePack的高度集成MicrosoftAzurePack中，租戶在對(duì)虛機(jī)等進(jìn)行業(yè)務(wù)部署的時(shí)候，高度集中的方案使得統(tǒng)一的對(duì)網(wǎng)絡(luò)也進(jìn)行了自動(dòng)化的部署，加速了業(yè)務(wù)自服務(wù)的部署時(shí)間。關(guān)于思科ACI與Microsoft合作的介紹/watch?v=k6rwgY2F8QA關(guān)于思科ACI與MicrosoftAzurePack集成的視頻演示/watch?v=z-2S5Fo98cIACI與VMware和Openstack的集成ACI與vMware的集成方案VMware中ACI的集成通過ACI與VMware的集成，可以通過在VCenter中的操作，就能一步自動(dòng)化的完成VM和網(wǎng)絡(luò)的部署。不需要單獨(dú)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的配置。虛擬化支持需求多種虛擬化統(tǒng)一接支持VMWare、Hyper-V、KVM等多種虛擬化平臺(tái)的同時(shí)接入，無需其入需求 它的組件（包括硬件或軟件）的介入多種虛擬化統(tǒng)一監(jiān)支持對(duì)VMWare、Hyper-V、KVM等多種虛擬化平臺(tái)的統(tǒng)一監(jiān)控，無需控需求