पिछली रिलीज में, मैंने नेटवर्क ऑटोमेशन ढांचे का वर्णन किया था। कुछ लोगों की समीक्षाओं के अनुसार, समस्या के इस पहले दृष्टिकोण ने पहले ही अलमारियों पर कुछ सवाल खड़े कर दिए हैं। और यह मुझे बहुत खुश करता है, क्योंकि चक्र में हमारा लक्ष्य पायथन स्क्रिप्ट के साथ ansible को कवर करना नहीं है, बल्कि एक प्रणाली का निर्माण करना है।

एक ही रूपरेखा उस क्रम को निर्धारित करती है जिसमें हम प्रश्न से निपटेंगे।
और नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन, जो इस मुद्दे को समर्पित है, वास्तव में एडीएसएम थीम में फिट नहीं है, जहां हम स्वचालन का विश्लेषण करते हैं।

लेकिन इसे एक अलग कोण से देखें।

लंबे समय से पहले से ही कई सेवाएं एक नेटवर्क का उपयोग करती हैं। एक वाहक के मामले में, ये 2G, 3G, LTE, ब्रॉडबैंड और B2B हैं, उदाहरण के लिए। डीसी के मामले में: विभिन्न ग्राहकों के लिए कनेक्टिविटी, इंटरनेट, ब्लॉक स्टोरेज, ऑब्जेक्ट स्टोरेज।

और सभी सेवाओं को एक दूसरे से अलगाव की आवश्यकता होती है। इसलिए ओवरले नेटवर्क दिखाई दिए।

और सभी सेवाएं किसी व्यक्ति को मैन्युअल रूप से कॉन्फ़िगर करने के लिए इंतजार नहीं करना चाहती हैं। तो वहाँ ऑर्केस्ट्रा और SDN दिखाई दिए।

नेटवर्क के व्यवस्थित स्वचालन के लिए पहला दृष्टिकोण, या बल्कि, इसके कुछ हिस्सों को लंबे समय से लिया गया है और कई जगहों पर लागू किया गया है: VMWare, OpenStack, Google Compute Cloud, AWS, Facebook।

यहाँ हम आज उसके साथ सौदा करते हैं।

सामग्री

• कारणों
• शब्दावली
• अंडरले - फिजिकल नेटवर्क
• ओवरले - वर्चुअल नेटवर्क
  
  
  • ToR के साथ ओवरले
  • मेजबान से ओवरले
  • केस स्टडी टंगस्टन फैब्रिक
    
    
    • एक भौतिक मशीन के भीतर संचार
    • विभिन्न भौतिक मशीनों पर स्थित वीएम के बीच संचार
    • बाहर की दुनिया से बाहर निकलें
    
    
  
  
• पूछे जाने वाले प्रश्न
• निष्कर्ष
• उपयोगी लिंक

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कारणों

और जब से हमने इस बारे में बात की, यह नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन के लिए आवश्यक शर्तें बताने लायक है। वास्तव में, यह प्रक्रिया कल शुरू नहीं हुई थी।

आपने शायद एक से अधिक बार सुना है कि नेटवर्क हमेशा किसी भी सिस्टम का सबसे निष्क्रिय हिस्सा रहा है। और यह हर मायने में सच है। एक नेटवर्क वह आधार है जिस पर सब कुछ आधारित है, और उस पर परिवर्तन करना काफी मुश्किल है - नेटवर्क के झूठ होने पर सेवाएं बर्दाश्त नहीं करती हैं। अक्सर, एकल नोड को डीमोशन करने से अधिकांश एप्लिकेशन जुड़ सकते हैं और कई क्लाइंट प्रभावित हो सकते हैं। यह आंशिक रूप से क्यों नेटवर्क टीम किसी भी परिवर्तन का विरोध कर सकती है - क्योंकि अब यह किसी तरह काम करता है ( हम यह भी नहीं जानते कि कैसे हो सकता है ), लेकिन यहां हमें कुछ नया कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है, और यह ज्ञात नहीं है कि यह नेटवर्क को कैसे प्रभावित करेगा।

वीएलएएन पास करने और प्रत्येक नेटवर्क नोड पर किसी भी सेवा को पंजीकृत नहीं करने के लिए नेटवर्क प्रदाताओं की प्रतीक्षा नहीं करने के लिए, लोगों ने ओवरले का उपयोग करने का फैसला किया - सुपरिम्पोज्ड नेटवर्क - जिनमें से एक महान विविधता है: जीआरई, आईपीआईएनआईपी, एमपीएलएस, एमपीएलएस एल 2 / एल 3 वीपीएन, वीएक्सएलएएनएन, जेनवेल, एमपीएलओवरपेयर, एमपीएलओवरगेयर आदि।

उनकी अपील दो सरल बातों में निहित है:

• केवल अंत नोड कॉन्फ़िगर किए गए हैं - आपको ट्रांजिट नोड्स को छूने की आवश्यकता नहीं है। यह प्रक्रिया को काफी तेज करता है, और कभी-कभी आपको नई सेवाओं को शुरू करने की प्रक्रिया से नेटवर्क के बुनियादी ढांचे के विभाग को बाहर करने की भी अनुमति देता है।
• लोड हेडर के अंदर गहराई से छिपा हुआ है - ट्रांजिट नोड्स को इसके बारे में कुछ भी जानने की ज़रूरत नहीं है, मेजबानों पर, लगाए गए नेटवर्क के मार्गों के बारे में। और इसका मतलब है कि आपको तालिकाओं में कम जानकारी संग्रहीत करने की आवश्यकता है, इसलिए एक सरल / सस्ता उपकरण लें।

इस पूरी तरह से समस्या में नहीं, मैं सभी संभावित प्रौद्योगिकियों का विश्लेषण करने की योजना नहीं बना रहा हूं, बल्कि डीसी में ओवरले नेटवर्क के संचालन के लिए रूपरेखा का वर्णन करता हूं।

पूरी श्रृंखला एक डेटा सेंटर का वर्णन करेगी, जिसमें समान रैक की पंक्तियों से युक्त होता है जिसमें एक ही सर्वर उपकरण स्थापित होता है।

यह उपकरण वर्चुअल मशीन / कंटेनर / सर्वर रहित चलता है जो सेवाओं को लागू करता है।

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शब्दावली

लूप में, मैं सर्वर को एक प्रोग्राम कहूंगा जो क्लाइंट-सर्वर संचार के सर्वर पक्ष को लागू करता है।

रैक में भौतिक मशीनों को सर्वर नहीं कहा जाएगा।

भौतिक मशीन एक x86 रैक-माउंटेड कंप्यूटर है। अक्सर हम होस्ट शब्द का उपयोग करते हैं। इसलिए हम इसे " मशीन " या होस्ट कहेंगे।

एक हाइपरविजर एक भौतिक मशीन पर चलने वाला एक अनुप्रयोग है जो भौतिक संसाधनों का अनुकरण करता है जिस पर वर्चुअल मशीनें चलती हैं। कभी-कभी साहित्य और नेटवर्क में "हाइपरवाइजर" शब्द "होस्ट" के पर्याय के रूप में उपयोग किया जाता है।

एक वर्चुअल मशीन एक ऑपरेटिंग सिस्टम है जो एक भौतिक मशीन पर एक हाइपरविजर के ऊपर चल रहा है। हमारे लिए, इस चक्र के ढांचे के भीतर, यह इतना महत्वपूर्ण नहीं है कि क्या यह वास्तव में एक आभासी मशीन है या सिर्फ एक कंटेनर है। हम इसे " वीएम " कहेंगे

किरायेदार एक व्यापक अवधारणा है जिसे मैं इस लेख में एक अलग सेवा या एक अलग ग्राहक के रूप में परिभाषित करूंगा।

मल्टी-टेनेंसी या मल्टी-टेनेंसी - विभिन्न क्लाइंट / सेवाओं द्वारा एक ही एप्लिकेशन का उपयोग। एक ही समय में, एक दूसरे से क्लाइंट के अलगाव को एप्लिकेशन की वास्तुकला के कारण हासिल किया जाता है, न कि अलग-अलग चलने वाले उदाहरणों में।

TOR - रैक स्विच के ऊपर - एक रैक-माउंटेड स्विच जो सभी भौतिक मशीनों से जुड़ा हुआ है।

टीओआर टोपोलॉजी के अलावा, विभिन्न प्रदाता एंड ऑफ रो (ईओआर) या मिड ऑफ रो का अभ्यास करते हैं (हालांकि उत्तरार्द्ध एक बर्खास्तगी दुर्लभता है और मैंने संक्षिप्तीकरण MoR नहीं देखा है)।

अंडरले नेटवर्क या अंतर्निहित नेटवर्क या अंडरले - भौतिक नेटवर्क इन्फ्रास्ट्रक्चर: स्विच, राउटर, केबल।

ओवरले नेटवर्क या ओवरले नेटवर्क या ओवरले - सुरंगों का एक आभासी नेटवर्क जो एक भौतिक के शीर्ष पर चलता है।

L3-factory या IP-factory मानव जाति का एक जबरदस्त आविष्कार है, जो साक्षात्कार के लिए STP को न दोहराने और TRILL न सीखने की अनुमति देता है। एक अवधारणा जिसमें एक्सेस स्तर तक का पूरा नेटवर्क विशेष रूप से एल 3 है, वीएलएएन के बिना और इसी तरह बड़े पैमाने पर फैला हुआ प्रसारण डोमेन। "कारखाना" शब्द अगले भाग में कहाँ से आता है।

एसडीएन - सॉफ्टवेयर परिभाषित नेटवर्क। मुश्किल से एक परिचय की जरूरत है। नेटवर्क प्रबंधन के लिए एक दृष्टिकोण जब नेटवर्क में परिवर्तन एक व्यक्ति द्वारा नहीं किया जाता है, लेकिन एक कार्यक्रम द्वारा। आमतौर पर कंट्रोल नेटवर्क से परे कंट्रोल प्लेन को कंट्रोलर तक ले जाने का मतलब है।

एनएफवी - नेटवर्क फ़ंक्शन वर्चुअलाइजेशन - नेटवर्क उपकरणों का वर्चुअलाइजेशन, जो मानता है कि नई सुविधाओं के कार्यान्वयन में तेजी लाने के लिए, वर्चुअल मशीन या कंटेनरों के रूप में नेटवर्क कार्यों का हिस्सा लॉन्च किया जा सकता है, सर्विस चेनिंग और सरल क्षैतिज स्केलेबिलिटी को व्यवस्थित कर सकते हैं।

VNF - वर्चुअल नेटवर्क फ़ंक्शन। विशिष्ट वर्चुअल डिवाइस: राउटर, स्विच, फ़ायरवॉल, NAT, IPS / IDS इत्यादि।

मैं अब जानबूझकर एक विशिष्ट कार्यान्वयन के विवरण को सरल बना रहा हूं ताकि पाठक को ज्यादा भ्रमित न किया जा सके। अधिक विचारशील पढ़ने के लिए, इसे लिंक अनुभाग में भेजें। इसके अलावा, रोमा गॉर्ज, जो अशुद्धि के लिए इस लेख की आलोचना करते हैं, सर्वर और नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन तकनीकों पर एक अलग मुद्दा लिखने का वादा करते हैं, विवरण के लिए गहरा और अधिक चौकस।

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अधिकांश नेटवर्क आज स्पष्ट रूप से दो भागों में विभाजित किए जा सकते हैं:

अंडरले - एक स्थिर कॉन्फ़िगरेशन वाला एक भौतिक नेटवर्क।
ओवरले - किरायेदारों को अलग करने के लिए अंडरले पर ओवरस्ट्रेक्शन।

यह डीसी के मामले में (जो हम इस लेख में विश्लेषण करेंगे) और आईएसपी के लिए (जो हम विश्लेषण नहीं करेंगे, क्योंकि यह एसडीएसएम में पहले से ही था) दोनों के लिए सच है। उद्यम नेटवर्क के साथ, निश्चित रूप से, स्थिति कुछ अलग है।

नेटवर्क फोकस छवि:

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बुनियाद

अंडरले एक भौतिक नेटवर्क है: हार्डवेयर स्विच और केबल। अंडरले में डिवाइस जानते हैं कि भौतिक मशीनों को कैसे प्राप्त किया जाए।



यह मानक प्रोटोकॉल और प्रौद्योगिकियों पर निर्भर करता है। कम से कम क्योंकि हार्डवेयर डिवाइस अभी भी मालिकाना सॉफ्टवेयर पर काम करते हैं जो चिप प्रोग्रामिंग या उनके प्रोटोकॉल के कार्यान्वयन की अनुमति नहीं देते हैं, क्रमशः, अन्य विक्रेताओं के साथ संगतता और मानकीकरण की आवश्यकता होती है।

लेकिन Google जैसा कोई व्यक्ति अपने स्वयं के स्विच विकसित करने और आम तौर पर स्वीकृत प्रोटोकॉल का परित्याग कर सकता है। लेकिन LAN_DC Google नहीं है।

अंडरले अपेक्षाकृत अपेक्षाकृत कम बदला गया है, क्योंकि इसका कार्य भौतिक मशीनों के बीच बुनियादी आईपी कनेक्टिविटी है। अंडरले इसके ऊपर चल रही सेवाओं के बारे में कुछ भी नहीं जानता है, ग्राहकों, किरायेदारों - इसे केवल एक मशीन से दूसरे मशीन को पैकेज देने की आवश्यकता है।
अंडरले इस तरह हो सकता है:

• IPv4 + OSPF
• IPv6 + ISIS + BGP + L3VPN
• L2 + TRILL
• L2 + एसटीपी

अंडरले नेटवर्क को क्लासिक तरीके से कॉन्फ़िगर किया गया है: CLI / GUI / NETCONF।

मैन्युअल रूप से, स्क्रिप्ट, मालिकाना उपयोगिताओं।

अधिक विस्तार से, श्रृंखला में अगला लेख अंडरले के लिए समर्पित होगा।

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ओवरले

ओवरले - एक आभासी सुरंग नेटवर्क अंडरले पर फैला हुआ है, यह एक ग्राहक के वीएम को एक दूसरे के साथ संवाद करने की अनुमति देता है, जबकि अन्य ग्राहकों से अलगाव प्रदान करता है।

किसी साझा नेटवर्क पर प्रसारण के लिए क्लाइंट डेटा किसी भी टनलिंग हेडर में इनकैप्सुलेट किया जाता है।



तो एक ग्राहक (एक सेवा) के वीएम ओवरले के माध्यम से एक दूसरे के साथ संवाद कर सकते हैं, यहां तक ​​कि यह जानने के बिना कि पैकेट वास्तव में क्या जाता है।

ओवरले उदाहरण के लिए हो सकता है जैसा कि मैंने ऊपर उल्लेख किया है:

• जीआरई सुरंग
• VXLAN
• EVPN
• L3VPN
• GENEVE

एक ओवरले नेटवर्क आमतौर पर एक केंद्रीय नियंत्रक के माध्यम से कॉन्फ़िगर और रखरखाव किया जाता है। इससे, कॉन्फ़िगरेशन, कंट्रोल प्लेन और डेटा प्लेन को उन मार्गों पर पहुंचाया जाता है जो क्लाइंट ट्रैफ़िक को एनकैप्सुलेट करते हैं। नीचे हम उदाहरणों के साथ इसका विश्लेषण करेंगे।

हां, यह शुद्ध एसडीएन है।

ओवरले नेटवर्क के आयोजन के लिए मूलभूत रूप से दो अलग-अलग दृष्टिकोण हैं:

1. ToR के साथ ओवरले
2. मेजबान से ओवरले

ToR के साथ ओवरले

ओवरले एक रैक-माउंटेड एक्सेस स्विच (ToR) पर शुरू हो सकता है, जैसा कि मामला है, उदाहरण के लिए, VXLAN कारखाने के मामले में।

यह आईएसपी नेटवर्क पर एक समय-परीक्षणित तंत्र है और सभी नेटवर्क उपकरण विक्रेता इसका समर्थन करते हैं।

हालाँकि, इस स्थिति में, TOR स्विच को क्रमशः अलग-अलग सेवाओं को साझा करने में सक्षम होना चाहिए, और नेटवर्क व्यवस्थापक को कुछ हद तक वर्चुअल मशीन के प्रशासकों के साथ सहयोग करना चाहिए और डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन में परिवर्तन (स्वचालित रूप से) करना चाहिए।



यहाँ मैं पाठक को हमारे पुराने मित्र @bormoglotx के हब पर VxLAN के एक लेख का संदर्भ दूंगा ।
ENOG के साथ इस प्रस्तुति में , एक EVPN VXLAN कारखाने के साथ एक डीसी नेटवर्क के निर्माण के दृष्टिकोण को विस्तार से वर्णित किया गया है।

और वास्तविकताओं में अधिक पूर्ण विसर्जन के लिए, आप ए मॉडर्न, ओपन और स्केलेबल फैब्रिक: वीएक्सएलवाई ईवीपीएन पुस्तक पढ़ सकते हैं।

मैं ध्यान देता हूं कि VXLAN केवल एक एनकैप्सुलेशन विधि है और टनल की समाप्ति ToR पर नहीं हो सकती है, लेकिन मेजबान पर, जैसा कि ओपनस्टैक के साथ होता है, उदाहरण के लिए।

हालांकि, वीएक्सएलएएन कारखाना जहां टीओआर पर ओवरले शुरू होता है, अच्छी तरह से स्थापित ओवरले नेटवर्क डिजाइनों में से एक है।

मेजबान से ओवरले

एक और दृष्टिकोण अंत मेजबान पर सुरंगों को शुरू करना और समाप्त करना है।
इस मामले में, नेटवर्क (अंडरले) यथासंभव सरल और स्थिर रहता है।
और मेजबान ही सभी आवश्यक इनकैप्सुलेशन करता है।



ऐसा करने के लिए, आपको निश्चित रूप से मेजबानों पर एक विशेष एप्लिकेशन चलाने की आवश्यकता होगी, लेकिन यह इसके लायक है।

सबसे पहले, एक लिनक्स मशीन पर एक क्लाइंट चलाना सरल है, या, चलो, आमतौर पर संभव है, जबकि स्विच पर, आपको सबसे अधिक संभावना अब के लिए मालिकाना एसडीएन समाधान की ओर मुड़ना होगा, जो बहु-विक्रेता के विचार को मारता है।

दूसरे, इस मामले में ToR स्विच को नियंत्रण प्लेन और डेटा प्लेन के दृष्टिकोण से यथासंभव सरल छोड़ा जा सकता है। वास्तव में - तब उसे एसडीएन नियंत्रक के साथ संवाद करने की जरूरत नहीं है, और सभी जुड़े ग्राहकों के नेटवर्क / एआरपी को स्टोर करने के लिए - यह भी - बस भौतिक मशीन का आईपी पता पता है, जो स्विचिंग / रूटिंग टेबल को बहुत सरल करता है।

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एडीएसएम श्रृंखला में, मैं मेजबान से ओवरले दृष्टिकोण का चयन करता हूं - फिर हम केवल इसके बारे में बात करते हैं और हम VXLAN कारखाने में वापस नहीं आएंगे।

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उदाहरणों पर विचार करने का सबसे आसान तरीका। और एक परीक्षण विषय के रूप में, हम OpenSource SDN OpenContrail प्लेटफ़ॉर्म लेंगे, जिसे अब टंगस्टन फैब्रिक के रूप में जाना जाता है।

लेख के अंत में मैं OpenFlow और OpenvSwitch के साथ सादृश्य पर कुछ विचार दूंगा।

केस स्टडी टंगस्टन फैब्रिक

प्रत्येक भौतिक मशीन में एक vRouter होता है - एक आभासी राउटर जो इससे जुड़े नेटवर्क के बारे में जानता है और वे किस क्लाइंट से संबंधित हैं - वास्तव में - एक पीई राउटर। प्रत्येक क्लाइंट के लिए, यह एक पृथक राउटिंग टेबल (वीआरएफ पढ़ें) रखता है। और वास्तव में vRouter ओवरले टनलिंग करता है।

VRouter के बारे में थोड़ा और लेख के अंत में है।

हाइपरविजर पर स्थित प्रत्येक वीएम इस मशीन के vRouter से TAP इंटरफ़ेस के माध्यम से जुड़ा होता है ।

टीएपी - टर्मिनल एक्सेस प्वाइंट - लिनक्स कर्नेल में एक आभासी इंटरफ़ेस जो नेटवर्किंग की अनुमति देता है।



यदि vRouter के पीछे कई नेटवर्क हैं, तो उनमें से प्रत्येक के लिए एक वर्चुअल इंटरफ़ेस बनाया जाता है, जिसमें एक आईपी एड्रेस असाइन किया जाता है - यह डिफ़ॉल्ट गेटवे एड्रेस होगा।
एक क्लाइंट के सभी नेटवर्क को एक वीआरएफ (एक टेबल), अलग - अलग में रखा जाता है।
मैं यहां एक आरक्षण करूंगा कि यह इतना सरल नहीं है, और जिज्ञासु पाठक को लेख के अंत में भेजें ।

VRouter'y को एक-दूसरे के साथ संवाद करने के लिए, और, तदनुसार, वीएम उनके पीछे स्थित हैं, वे एक एसडीएन नियंत्रक के माध्यम से राउटिंग जानकारी का आदान-प्रदान करते हैं।



बाहरी दुनिया में जाने के लिए, मैट्रिक्स से बाहर निकलने का एक बिंदु है - वर्चुअल नेटवर्क गेटवे VNGW - वर्चुअल नेटवर्क गेटवे ( मेरा शब्द )।

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अब संचार के उदाहरणों पर विचार करें - और स्पष्टता होगी।

एक भौतिक मशीन के भीतर संचार

VM0 VM2 को एक पैकेट भेजना चाहता है। अभी के लिए मान लें कि यह एक एकल क्लाइंट VM है।

डाटा प्लेन

1. VM-0 के अपने eth0 इंटरफ़ेस में एक डिफ़ॉल्ट मार्ग है। पैकेट वहां भेजा जाता है।
   यह eth0 इंटरफ़ेस वास्तव में tap0 TAP इंटरफ़ेस के माध्यम से vRouter वर्चुअल राउटर से जुड़ा हुआ है।
2. vRouter विश्लेषण करता है कि पैकेट किस इंटरफ़ेस पर आया था, यानी वह कौन सा क्लाइंट (VRF) है, जो इस क्लाइंट के राउटिंग टेबल के साथ प्राप्तकर्ता के पते की जाँच करता है।
3. पता चला है कि एक ही मशीन पर रिसीवर एक अलग पोर्ट के पीछे है, vRouter बस पैकेट को बिना किसी अतिरिक्त हेडर के भेजता है - इस मामले में, vRouter के पास पहले से ही ARP रिकॉर्ड है।

इस मामले में पैकेट भौतिक नेटवर्क में नहीं मिलता है - इसे vRouter के अंदर रूट किया जाता है।

नियंत्रण विमान

जब वर्चुअल मशीन शुरू होती है, तो हाइपरवाइजर उसे बताता है:

• उसका अपना आईपी पता।
• डिफ़ॉल्ट मार्ग इस नेटवर्क पर vRouter के आईपी पते के माध्यम से है।

एक विशेष एपीआई के माध्यम से, हाइपरवाइजर vRouter को रिपोर्ट करता है:

• वर्चुअल इंटरफ़ेस बनाने के लिए आपको क्या चाहिए।
• वर्चुअल नेटवर्क बनाने के लिए कौन से (वीएम) की जरूरत है।
• जिसके लिए वीआरएफ इसे (वीएन) बांधता है।
• इस वीएम के लिए स्टेटिक एआरपी रिकॉर्ड है कि किस इंटरफ़ेस में इसका आईपी पता है और यह किस मैक पते से जुड़ा हुआ है।

और फिर, अवधारणा को समझने के लिए वास्तविक बातचीत प्रक्रिया को सरल बनाया गया है।

इस प्रकार, किसी दिए गए मशीन पर एक ग्राहक के सभी वीएम, राउटर सीधे जुड़े हुए नेटवर्क के रूप में देखते हैं और उनके बीच स्वयं मार्ग कर सकते हैं।

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लेकिन VM0 और VM1 अलग-अलग क्लाइंट्स के हैं, क्रमशः अलग-अलग टेबल vRouter'a में हैं।

चाहे वे एक-दूसरे के साथ सीधे संवाद कर सकें, vRouter सेटिंग्स और नेटवर्क डिज़ाइन पर निर्भर करता है।
उदाहरण के लिए, यदि दोनों क्लाइंट के VMs सार्वजनिक पते का उपयोग करते हैं, या NAT स्वयं vRouter पर होता है, तो vRouter पर सीधे रूटिंग भी की जा सकती है।

विपरीत स्थिति में, पता स्थान को पार करना संभव है - आपको सार्वजनिक पता प्राप्त करने के लिए NAT सर्वर से गुजरना होगा - यह बाहरी नेटवर्क तक पहुंचने के समान है, जो नीचे वर्णित हैं।

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विभिन्न भौतिक मशीनों पर स्थित वीएम के बीच संचार

डाटा प्लेन

1. शुरुआत बिल्कुल वैसी ही है: VM-0 गंतव्य के साथ एक पैकेट को VM-7 (172.17.3.2) डिफ़ॉल्ट रूप से भेजता है।
2. v राउटर इसे प्राप्त करता है और इस बार देखता है कि गंतव्य किसी अन्य मशीन पर है और सुरंग सुरंग 0 के माध्यम से सुलभ है।
3. सबसे पहले, यह रिमोट इंटरफेस की पहचान करने वाले एमपीएलएस लेबल को लटका देता है, ताकि vRouter की पीठ पर यह निर्धारित किया जा सके कि अतिरिक्त हुक के बिना इस पैकेट को कहां रखा जाए।
   
   
   
4. टनल 0 में 10.0.0.2 का स्रोत है, रिसीवर: 10.0.1.2।
   vRouter GRE (या UDP) हेडर और मूल पैकेट में एक नया IP जोड़ता है।
5. VRouter रूटिंग टेबल में ToR1 10.0.0.1 पते के माध्यम से एक डिफ़ॉल्ट मार्ग है। वहाँ और भेजता है।
   
   
   
   
6. Tolay1 अंडरले नेटवर्क के एक सदस्य के रूप में जानता है (उदाहरण के लिए, OSPF के माध्यम से) 10.0.1.2 को कैसे प्राप्त करें, और मार्ग के साथ एक पैकेट भेजता है। कृपया ध्यान दें कि ECMP यहां शामिल है। चित्रण में दो नेक्स्टॉप्स हैं, और हैश द्वारा विभिन्न धाराओं को बाहर रखा जाएगा। एक वास्तविक कारखाने के मामले में, 4 अगली बार होने की संभावना है।
   
   उसी समय, उसे यह जानने की आवश्यकता नहीं है कि बाहरी आईपी हेडर के तहत क्या है। यानी, वास्तव में, आईपी के तहत ग्रीक पर IPLS से अधिक एमपीएलएस से अधिक एमपीएलएस पर आईपीवी 6 से एक सैंडविच हो सकता है।
7. तदनुसार, प्राप्त करने के पक्ष में, vRouter, GRE को हटा देता है और MPLS लेबल का उपयोग करके यह समझता है कि इस पैकेट को किस इंटरफ़ेस से प्रेषित किया जाना चाहिए, इसे स्ट्रिप करता है और प्राप्तकर्ता को इसके मूल रूप में भेजता है।

नियंत्रण विमान

जब आप मशीन शुरू करते हैं, तो जो कुछ भी होता है वह ऊपर वर्णित है।

और प्लस निम्नलिखित:

• प्रत्येक क्लाइंट के लिए, vRouter एक MPLS टैग आवंटित करता है। यह L3VPN सर्विस लेबल है जहां ग्राहकों को एक ही भौतिक मशीन में विभाजित किया जाएगा।
  

  वास्तव में, एमपीएलएस टैग हमेशा vRouter'om द्वारा हमेशा आवंटित किया जाता है - क्योंकि यह पहले से ज्ञात नहीं है कि मशीन केवल उसी vRouter'om के पीछे अन्य मशीनों के साथ बातचीत करेगी और यह सबसे अधिक संभावना है कि मामला भी नहीं है।
  

• vRouter बीजीपी के माध्यम से एसडीएन नियंत्रक के साथ एक संबंध स्थापित करता है (या इसी तरह - टीएफ के मामले में, यह एक्सएमपीपी 0_o है)।
• इस सत्र के माध्यम से, vRouter एसडीएन नियंत्रक को जुड़े नेटवर्क के लिए मार्ग बताता है:
  
  
  • नेटवर्क का पता
  • इनकैप्सुलेशन विधि (MPLSoGRE, MPLSoUDP, VXLAN)
  • क्लाइंट MPLS लेबल
  • नेक्सथॉप के रूप में आपका आईपी पता
  
  
• एसडीएन नियंत्रक सभी जुड़े vRouter'ov से ऐसे मार्ग प्राप्त करता है, और उन्हें दूसरों को दर्शाता है। यही है, वह एक मार्ग परावर्तक के रूप में कार्य करता है।

ठीक यही बात विपरीत दिशा में भी होती है।



ओवरले कम से कम हर मिनट बदल सकता है। सार्वजनिक बादलों में ऐसा कुछ होता है, जब ग्राहक नियमित रूप से अपनी आभासी मशीनों को चालू और बंद करते हैं।

केंद्रीय नियंत्रक कॉन्फ़िगरेशन को बनाए रखने और vRouter पर स्विचिंग / रूटिंग तालिकाओं को नियंत्रित करने की सभी कठिनाइयों को लेता है।

मोटे तौर पर, नियंत्रक बीजीपी (या इसके समान एक प्रोटोकॉल) के माध्यम से सभी vRouter के साथ बंद हो जाता है और बस राउटिंग जानकारी प्रसारित करता है। बीजीपी, उदाहरण के लिए, पहले से ही एमपीएलएस-इन-जीआरई या एमपीएलएस-इन-यूडीपी इनकैप्सुलेशन विधि को प्रेषित करने के लिए एक पता-परिवार है।

इसी समय, अंडरले नेटवर्क का कॉन्फ़िगरेशन किसी भी तरह से नहीं बदलता है, जो संयोगवश, स्वचालित रूप से अधिक कठिन है, और एक अजीब आंदोलन के साथ तोड़ना आसान है।

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बाहर की दुनिया से बाहर निकलें

कहीं न कहीं, सिमुलेशन समाप्त होना चाहिए, और आभासी दुनिया से आपको वास्तविक में जाने की आवश्यकता है। और आपको एक पेमेंट गेटवे की आवश्यकता है।

दो तरीकों का अभ्यास किया जाता है:

1. एक हार्डवेयर राउटर स्थापित है।
2. एक उपकरण लॉन्च किया गया है जो एक राउटर के कार्यों को लागू करता है (हां, हमने एसडीएन के बाद वीएनएफ का सामना किया)। चलो इसे एक आभासी प्रवेश द्वार कहते हैं।

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एक पैर के साथ, गेटवे एक सामान्य वर्चुअल मशीन की तरह ओवरले वर्चुअल नेटवर्क में दिखता है, और अन्य सभी वीएम के साथ बातचीत कर सकता है। एक ही समय में, यह अपने आप को सभी क्लाइंट के नेटवर्क पर समाप्त कर सकता है और तदनुसार, उन दोनों के बीच रुटिंग करता है।

दूसरे पैर के साथ, प्रवेश द्वार पहले से ही रीढ़ की हड्डी के नेटवर्क को देख रहा है और जानता है कि इंटरनेट कैसे प्राप्त करें।

डाटा प्लेन

यही है, प्रक्रिया इस तरह दिखती है:

1. VM-0, सभी एक ही vRouter में डिफ़ॉल्ट रूप से स्थित है, बाहरी दुनिया में एक गंतव्य (185.147.83.177) के साथ पैकेट को eth0 इंटरफ़ेस में भेजता है।
2. vRouter इस पैकेट को प्राप्त करता है और रूटिंग टेबल में एक गंतव्य पता ढूंढता है - यह सुरंग 1 के माध्यम से VNGW1 गेटवे के माध्यम से डिफ़ॉल्ट मार्ग को पाता है।
   वह यह भी देखता है कि यह SIP 10.0.0.2 और DAT 10.0.255.2 के साथ GRE सुरंग है, और पहले MPLS को भी लटका देता है। इस क्लाइंट का लेबल जिसे VNGW1 उम्मीद करता है।
   
3. vRouter मूल पैकेट को MPLS, GRE और नए IP हेडर में पैक करता है और इसे डिफ़ॉल्ट रूप से ToR1 10.0.0.1 पर भेजता है।
4. एक अंडरले नेटवर्क नेटवर्क पैकेट को VNGW1 गेटवे तक पहुँचाता है।
5. VNGW1 गेटवे जीआरई और एमपीएलएस टनलिंग हेडर को हटाता है, गंतव्य का पता देखता है, इसकी रूटिंग टेबल को परामर्श देता है, और समझता है कि यह इंटरनेट पर निर्देशित है - इसका मतलब है पूर्ण दृश्य या डिफ़ॉल्ट के माध्यम से। यदि आवश्यक हो, NAT अनुवाद करता है।
6. VNGW से सीमा तक, एक नियमित आईपी नेटवर्क हो सकता है, जिसकी संभावना नहीं है।
   यह एक क्लासिक एमपीएलएस नेटवर्क (आईजीपी + एलडीपी / आरएसवीपी टीई) हो सकता है, यह एक बीजीपी एलयू के साथ वापस कारखाना हो सकता है, या आईपी नेटवर्क के माध्यम से सीमा पर वीएनजीडब्ल्यू से जीआरई सुरंग हो सकता है।
   जैसा कि यह हो सकता है, VNGW1 आवश्यक एनकैप्सुलेशन करता है और मूल पैकेट को सीमा की ओर भेजता है।

विपरीत दिशा में यातायात विपरीत क्रम में समान चरणों से गुजरता है।

1. VNGW1
2. , , Tunnel1 (MPLSoGRE MPLSoUDP).
3. , MPLS, GRE/UDP IP ToR3 10.0.255.1.
   — IP- vRouter', — 10.0.0.2.
4. vRouter'.
5. vRouter GRE/UDP, MPLS- IP- TAP-, eth0 .

Control Plane

VNGW1 एक SDN कंट्रोलर के साथ एक BGP पड़ोस स्थापित करता है, जहाँ से इसे क्लाइंट्स के बारे में सभी रूटिंग जानकारी प्राप्त होती है: किस क्लाइंट की पहचान करने के लिए IP एड्रेस (vRouter) का उपयोग किया जाता है और कौन सा MPLS लेबल इसकी पहचान करता है।

इसी तरह, वह खुद को इस क्लाइंट के लेबल के साथ एसडीएन नियंत्रक को डिफ़ॉल्ट मार्ग बताता है, खुद को नेक्सथॉप के रूप में दर्शाता है। और फिर यह डिफ़ॉल्ट vRouter'y के लिए आता है।

VNGWs आम तौर पर एकत्रीकरण या NAT अनुवाद करते हैं।

और विपरीत दिशा में, वह बोर्डर्स या रूट रिफ्लेक्टर्स के साथ सत्र के लिए इस एकत्रित मार्ग को बिल्कुल देता है। और उनसे एक डिफ़ॉल्ट मार्ग या पूर्ण-दृश्य, या कुछ और प्राप्त होता है।

एन्कैप्सुलेशन और ट्रैफ़िक एक्सचेंज के संदर्भ में, VNGW vRouter से अलग नहीं है।
यदि आप क्षेत्र को थोड़ा विस्तारित करते हैं, तो आप अन्य नेटवर्क उपकरणों को VNGW और vRouter से जोड़ सकते हैं, जैसे फ़ायरवॉल, ट्रैफ़िक शुद्धि या संवर्धन फ़ार्म, IPS, और इसी तरह।

और वीआरएफ के क्रमिक निर्माण और मार्गों की सही घोषणा की मदद से, आप ट्रैफ़िक लूप को अपनी इच्छानुसार बना सकते हैं, जिसे सर्विस शाइनिंग कहा जाता है।

यही है, यहाँ SDN- नियंत्रक VNGW, vRouter'ami और अन्य नेटवर्क उपकरणों के बीच मार्ग-परावर्तक के रूप में कार्य करता है।

लेकिन वास्तव में, नियंत्रक एसीएल और पीबीआर (पॉलिसी आधारित रूटिंग) के बारे में जानकारी भी जारी करता है, जिससे व्यक्तिगत ट्रैफ़िक प्रवाह को अलग-अलग तरीके से जाने के लिए मजबूर किया जाता है।

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पूछे जाने वाले प्रश्न

आप हमेशा जीआरई / यूडीपी टिप्पणी क्यों कर रहे हैं?

खैर, सामान्य तौर पर, इसे टंगस्टन फैब्रिक के लिए विशिष्ट कहा जा सकता है - आप इसे पूरी तरह से अनदेखा कर सकते हैं।

लेकिन अगर आप इसे लेते हैं, तो TF ही, जबकि एक OpenContrail, दोनों एन्कैप्सुलेशन का समर्थन करता है: UDP में GRE और MPLS में MPLS।

यूडीपी अच्छा है क्योंकि इसके हेडर में सोर्स पोर्ट में मूल आईपी + प्रोटो + पोर्ट से हैश फ़ंक्शन को कोड करना बहुत आसान है, जो संतुलन की अनुमति देगा।

जीआरई, अफसोस के मामले में, केवल बाहरी आईपी और जीआरई हेडर हैं जो सभी अतिक्रमित ट्रैफ़िक के लिए समान हैं और संतुलन की कोई बात नहीं है - पैकेट के अंदर कुछ लोग इतने गहरे दिख सकते हैं।

कुछ समय तक, राउटर, अगर वे जानते थे कि कैसे गतिशील सुरंगों का उपयोग करना है, केवल एमपीएलएसओआरईआरई में, और केवल हाल ही में एमपीएलएसओयूडीपी में सीखा गया है। इसलिए, आपको हमेशा दो अलग-अलग एनकैप्सुलेशन की संभावना के बारे में एक टिप्पणी करनी होगी।

निष्पक्षता में, यह ध्यान देने योग्य है कि TF VXLAN का उपयोग करके L2 कनेक्टिविटी का पूरी तरह से समर्थन करता है।


आपने ओपनफ़्लो के साथ समानताएं बनाने का वादा किया था।
वे वास्तव में भीख माँगते हैं। उसी ओपनस्टैक में vSwitch, VXLAN का उपयोग करके बहुत समान चीजें करता है, जो संयोगवश, एक UDP हेडर भी है।

डेटा प्लेन में वे लगभग समान काम करते हैं, कंट्रोल प्लेन में काफी अंतर होता है। टंगस्टन फैब्रिक एक्सएमपीपी का उपयोग मार्ग की जानकारी vRouter तक पहुंचाने के लिए करता है, जबकि ओपनस्टैक ओपनस्टैक में काम करता है।


क्या मैं vRouter के बारे में थोड़ा और जान सकता हूँ?
इसे दो भागों में विभाजित किया गया है: vRouter Agent और vRouter Forwarder।

पहले मेजबान ओएस के उपयोगकर्ता स्थान में लॉन्च किया गया है और एसडीएन नियंत्रक के साथ संचार करता है, मार्गों, वीआरएफ और एसीएल के बारे में जानकारी का आदान-प्रदान करता है।

दूसरा उपकरण डेटा प्लेन - आमतौर पर कर्नेल स्पेस में, लेकिन स्मार्टएनआईसी पर भी लॉन्च किया जा सकता है - एक सीपीयू और एक अलग प्रोग्रामेबल स्विचिंग चिप के साथ नेटवर्क कार्ड, जो आपको मेजबान मशीन के सीपीयू से लोड हटाने और नेटवर्क को तेज और अधिक पूर्वानुमानित करने की अनुमति देता है।

एक अन्य परिदृश्य संभव है जब vRouter उपयोगकर्ता स्थान में DPDK अनुप्रयोग है।

vRouter Agent vRouter Forwarder पर सेटिंग्स को ड्रॉप करता है।


वर्चुअल नेटवर्क क्या है?
मैंने वीआरएफ के बारे में लेख की शुरुआत में उल्लेख किया है कि हर किरायेदार अपने वीआरएफ से जुड़ा हुआ है। और अगर यह ओवरले नेटवर्क के काम की सतही समझ के लिए पर्याप्त था, तो अगले पुनरावृत्ति पर पहले से ही स्पष्टीकरण बनाने के लिए आवश्यक है।

आमतौर पर वर्चुअलाइजेशन तंत्र में वर्चुअल नेटवर्क इकाई (आप इसे एक उचित नाम के रूप में ले सकते हैं) को क्लाइंट / किरायेदारों / आभासी मशीनों से अलग से पेश किया जाता है - यह काफी स्वतंत्र चीज है। और इंटरफेस के माध्यम से यह वर्चुअल नेटवर्क पहले से ही एक किरायेदार में, दूसरे में, दो में जोड़ा जा सकता है, लेकिन कम से कम कहां। इसलिए, उदाहरण के लिए, सर्विस चेनिंग को लागू किया जाता है, जब ट्रैफ़िक को वांछित अनुक्रम में कुछ नोड्स के माध्यम से पारित करने की आवश्यकता होती है, बस सही क्रम में वर्चुअल नेटवर्क बनाना और इनवॉइस करना।

इसलिए, जैसे, वर्चुअल नेटवर्क और किरायेदार के बीच कोई सीधा पत्राचार नहीं है।

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निष्कर्ष

यह मेजबान और SDN नियंत्रक से ओवरले के साथ वर्चुअल नेटवर्क के संचालन का एक बहुत ही सतही विवरण है। लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप आज कौन सा वर्चुअलाइजेशन प्लेटफॉर्म लेते हैं, यह एक समान तरीके से काम करेगा, जैसे कि VMWare, ACI, OpenStack, CloudStack, Tungsten Fabric या Juniper Contrail। नेटवर्क उपकरणों को समाप्त करने के लिए जानकारी देने के लिए वे विभिन्न प्रकार के एनकैप्सुलेशन और हेडर, प्रोटोकॉल में भिन्न होंगे, लेकिन एक सॉफ्टवेयर-ट्यून किए गए ओवरले नेटवर्क का सिद्धांत अपेक्षाकृत सरल और स्थिर अंडरले नेटवर्क के शीर्ष पर काम करता रहेगा।
हम कह सकते हैं कि आज तक एक निजी क्लाउड बनाने के क्षेत्र, ओवरले नेटवर्क के आधार पर एसडीएन ने जीत हासिल की है। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि ओपनफ़्लो का आधुनिक दुनिया में कोई स्थान नहीं है - इसका उपयोग ओपनस्टैक और उसी वीएमवेयर एनएसएक्स में किया जाता है, जहां तक ​​मुझे पता है, Google इसका उपयोग अंडरले नेटवर्क को कॉन्फ़िगर करने के लिए करता है।

नीचे मैंने अधिक विस्तृत सामग्रियों के लिंक दिए हैं, यदि आप इस मुद्दे का अधिक गहराई से अध्ययन करना चाहते हैं।

और हमारा अंडरले क्या है?

लेकिन सामान्य तौर पर, कुछ भी नहीं। उसने सारे रास्ते नहीं बदले। मेजबान से एक ओवरले के मामले में उसे सभी करने की ज़रूरत है, मार्गों और एआरपी को अपडेट करना है क्योंकि vRouter / VNGW प्रकट होता है और उनके बीच पैकेट गायब और गायब हो जाता है।

आइए एक अंडरले नेटवर्क के लिए आवश्यकताओं की सूची तैयार करें।

1. कुछ रूटिंग प्रोटोकॉल में सक्षम होने के लिए, हमारी स्थिति में - बीजीपी।
2. , , - .
3. ECMP — .
4. QoS, , ECN.
5. NETCONF — .

मैंने यहां बहुत कम समय अंडरले नेटवर्क के काम के लिए समर्पित किया। ऐसा इसलिए है क्योंकि बाद में श्रृंखला में मैं उस पर ध्यान केंद्रित करूंगा, और हम केवल पासिंग में ओवरले को स्पर्श करेंगे।

जाहिर है, मैं शुद्ध रूप से हम सब को सीमित करता हूं, उदाहरण के तौर पर शुद्ध आईपी रूटिंग और होस्ट से ओवरले के साथ क्लोज फैक्ट्री में निर्मित डीसी नेटवर्क।

हालांकि, मुझे यकीन है कि किसी भी नेटवर्क में एक डिज़ाइन है जिसे औपचारिक शब्दों में और स्वचालित रूप से वर्णित किया जा सकता है। यह सिर्फ इतना है कि मैं स्वचालन के दृष्टिकोण को समझने के लक्ष्य का पीछा कर रहा हूं, और हर किसी को भ्रमित नहीं कर रहा हूं, समस्या को सामान्य तरीके से हल कर रहा हूं।

एडीएसएम के भाग के रूप में, रोमन गॉर्ज और मैं कंप्यूटिंग शक्ति के वर्चुअलाइजेशन और नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन के साथ इसकी बातचीत पर एक अलग मुद्दे को प्रकाशित करने की योजना बना रहे हैं। संपर्क में रहें।

उपयोगी लिंक

• टंगस्टन फैब्रिक आर्कविक्टेक्चर ।
• के बारे में: बादल । Yandex.Cloud के बारे में 6 घंटे, जहां TF पर वर्चुअल नेटवर्क भी प्रभावित होता है।
• ओपन vSwitch क्या है?
• VxLAN का परिचय ।
• RFC 7348. वर्चुअल एक्सटेन्सिबल लोकल एरिया नेटवर्क (VXLAN): लेयर 3 नेटवर्क्स पर वर्चुअलाइज्ड लेयर 2 नेटवर्क्स के ओवरलेइंग के लिए एक फ्रेमवर्क।
  
• VXLAN EVPN फैब्रिक के लिए स्केलवे दृष्टिकोण । यह डीसी के पूरे नेटवर्क के बारे में बताता है, जिसमें अंडरले, ओवरले, मल्टी-होमिंग और प्रबंधन के दृष्टिकोण शामिल हैं।

धन्यवाद

• रोमन गॉर्ज , लिंकमेप पॉडकास्ट के पूर्व प्रमुख मेजबान, और अब क्लाउड प्लेटफार्मों के क्षेत्र में एक विशेषज्ञ। टिप्पणियों और संपादन के लिए। खैर, हम निकट भविष्य में वर्चुअलाइजेशन पर एक गहन लेख के लिए तत्पर हैं।
• अलेक्जेंडर शालिमोव , मेरे सहयोगी और आभासी नेटवर्क के विकास में विशेषज्ञ। टिप्पणियों और संपादन के लिए।
• मेरे सहयोगी और टंगस्टन फैब्रिक विशेषज्ञ वेलेंटीना सिनित्स्याना । टिप्पणियों और संपादन के लिए।
• आर्टीम चेर्नोबे - इलस्ट्रेटर लिंकमेप। केडीपीवी के लिए।
• अलेक्जेंडर लिमोनोव। मेम "ऑटोमेटो" के लिए।