如今的數(shù)據(jù)中心承載業(yè)務(wù)越來(lái)越復(fù)雜，尤其是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的應(yīng)用，的確讓業(yè)務(wù)的部署與實(shí)現(xiàn)更加靈活，同時(shí)也增加了技術(shù)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，這些新的技術(shù)和應(yīng)用給數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)中心里最重要的組成部分：服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)，只有網(wǎng)絡(luò)部分是最保守，技術(shù)壁壘最深的一部分，長(zhǎng)期以來(lái)由幾家網(wǎng)絡(luò)廠家壟斷著絕大部分市場(chǎng)份額，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)化程度不高，這也使得數(shù)據(jù)中心用戶(hù)在與網(wǎng)絡(luò)廠家打交道時(shí)，毫無(wú)議價(jià)權(quán)，網(wǎng)絡(luò)廠家長(zhǎng)期賺著高額的利潤(rùn)。如今的數(shù)據(jù)中心要繼續(xù)生存下去，就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)做出改變，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。新的網(wǎng)絡(luò)要滿(mǎn)足虛擬化支持，業(yè)務(wù)資源任意遷移，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、資源與物理位置無(wú)關(guān)聯(lián)，這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是機(jī)會(huì)也是挑戰(zhàn)。要實(shí)現(xiàn)這些，就需要新的網(wǎng)絡(luò)解決四個(gè)正面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題：虛擬化技術(shù)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生更多的MAC和ARP地址，一般的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也就支持16K或32K的MAC地址，8K的ARP，在虛擬化技術(shù)下，一個(gè)服務(wù)器可以虛擬出幾十個(gè)虛擬機(jī)來(lái)，這樣地址數(shù)量一下子擴(kuò)大的幾十倍。原本可以下掛幾千臺(tái)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，部署虛擬化后僅可以支持幾十個(gè)服務(wù)器，這顯然是無(wú)法滿(mǎn)足的，所以需要更大容量MAC和ARP地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；4K VLAN已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)普遍采用靈活QINQ來(lái)擴(kuò)充VLAN范圍，但是靈活QINQ無(wú)法很好地支持虛擬化，根本無(wú)法滿(mǎn)足云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的部署需求；虛擬機(jī)遷移問(wèn)題，VM遷移需要在同一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，這樣就無(wú)法實(shí)現(xiàn)跨三層甚至是跨越數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的需求；傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)采用手工配置與管理，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，這種效率低下的方式要耗費(fèi)大量的人力物力，并不是數(shù)據(jù)中心所能承受得了的，大大增加了數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本。

要解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)面臨的問(wèn)題，就需要網(wǎng)絡(luò)做出改變。一種關(guān)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的概念出現(xiàn)了----Overlay網(wǎng)絡(luò)。Overlay網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)建立在已有網(wǎng)絡(luò)上的虛擬網(wǎng)絡(luò)，邏輯節(jié)點(diǎn)和邏輯鏈路構(gòu)成了Overlay網(wǎng)絡(luò)，Overlay網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)是為了實(shí)現(xiàn)已有網(wǎng)絡(luò)所不能提供的功能和服務(wù)。這樣說(shuō)明似乎并不能讓人明白Overlay網(wǎng)絡(luò)到底是一個(gè)什么樣的網(wǎng)絡(luò)。說(shuō)白了就是應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)，它不考慮或很少考慮網(wǎng)絡(luò)層，物理層的問(wèn)題，允許對(duì)沒(méi)有IP地址標(biāo)識(shí)的目的主機(jī)路由信息，忽略位置信息，數(shù)據(jù)中心的組成部分可以在世界的任何角落，訪問(wèn)數(shù)據(jù)中心的人也可以在世界的任何一個(gè)角落。Overlay網(wǎng)絡(luò)主要包括Overlay控制平面，提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)、地址通告和映射、隧道管理；Overlay數(shù)據(jù)平面提供數(shù)據(jù)封裝，基于承載網(wǎng)絡(luò)傳輸，Overlay邊緣設(shè)備提供數(shù)據(jù)報(bào)文的封裝和解封裝。

Overlay網(wǎng)絡(luò)可以分為網(wǎng)絡(luò)Overlay，主機(jī)Overlay和混合式Overlay三大類(lèi)。網(wǎng)絡(luò)Overlay是指通過(guò)控制協(xié)議對(duì)邊緣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和擴(kuò)展，具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)有EVI、TRILL、VPLS、LISP、VXLAN等等。網(wǎng)絡(luò)Overlay是基于目前數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)面臨的問(wèn)題而出現(xiàn)的。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)普遍采用STP環(huán)網(wǎng)技術(shù)，后來(lái)出現(xiàn)了虛擬化，如今虛擬化技術(shù)已經(jīng)飛入尋常數(shù)據(jù)中心中，但可以進(jìn)行虛擬化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量畢竟有限，對(duì)于大型的數(shù)據(jù)中心接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都會(huì)有數(shù)千臺(tái)，于是Trill開(kāi)始出現(xiàn)，那么Trill的升級(jí)版就是網(wǎng)絡(luò)Overlay，網(wǎng)絡(luò)Overlay依仗的主要技術(shù)就是VXLAN。主機(jī)Overlay是指采用虛擬設(shè)備作為Overlay網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備，具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)有VXLAN、NVGRE、STT等等。主機(jī)Overlay也是基于原有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而演化來(lái)的，從最原始的Dove（IBM倡導(dǎo)的技術(shù)），到STT（VMware提出的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)），再到NVGRE（HP、Dell、Intel等服務(wù)器廠商提出的標(biāo)準(zhǔn)），直到現(xiàn)在的VXLAN（Cisco、VMware、Citrix、Broadcom等提出的標(biāo)準(zhǔn)），終于主機(jī)Overlay和網(wǎng)絡(luò)Overlay技術(shù)走向了融合，不難看出VXLAN之所以得到認(rèn)可，是因?yàn)橛胁簧俚木W(wǎng)絡(luò)廠商參與其中，以往都是一些虛擬化、軟件和服務(wù)器廠商，惟獨(dú)缺少網(wǎng)絡(luò)廠商，網(wǎng)絡(luò)廠商的積極參與推動(dòng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，這也說(shuō)明終于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)始接納新的進(jìn)入者，新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)需要的是融合的技術(shù)，這也是為何如今很多軟件廠家和服務(wù)器廠家紛紛進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)爭(zhēng)奪的主要原因，基于對(duì)服務(wù)器和操作系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)向網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)；混合Overlay是指邊緣設(shè)備既有虛擬設(shè)備又有物理設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議完成異構(gòu)設(shè)備組網(wǎng)及互通，具體主要是采用集中式DB或控制器作為控制平面技術(shù)。

那我們來(lái)看看Overlay網(wǎng)絡(luò)如何解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)面臨的問(wèn)題。首先是MAC和ARP地址容量的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)Overlay通過(guò)基于會(huì)話的MAC學(xué)習(xí)來(lái)擴(kuò)充MAC地址容量，主機(jī)Overlay則是通過(guò)L2oIP數(shù)據(jù)封裝來(lái)擴(kuò)充MAC地址容量；其次VLAN容量問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)Overlay和主機(jī)Overlay都通過(guò)VXLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可提供16M的VLAN標(biāo)識(shí)，可以滿(mǎn)足多業(yè)務(wù)隔離的需求；再次虛擬機(jī)遷移問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)Overlay采用大二層設(shè)計(jì)，主推Fabric Path和Trill應(yīng)用，主機(jī)Overlay更加強(qiáng)調(diào)隧道封裝，不關(guān)心網(wǎng)絡(luò)是二層和三層，通過(guò)主機(jī)Overlay可以很好地實(shí)現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的虛擬機(jī)遷移。最后網(wǎng)絡(luò)管理效率低下的問(wèn)題，自然通過(guò)SDN技術(shù)來(lái)環(huán)節(jié)，無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)Overlay還是主機(jī)Overlay都特別認(rèn)同這樣的技術(shù)形態(tài)。VXLAN、SDN是Overlay網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)，讓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)走向了開(kāi)放，更加包容，允許更多的軟件廠商、服務(wù)器廠商參與進(jìn)來(lái)。

Overlay網(wǎng)絡(luò)是基于原有物理網(wǎng)絡(luò)的基于之上建立的一張應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)資源通過(guò)軟件量化的方式表現(xiàn)出來(lái)，這樣數(shù)據(jù)中心不用關(guān)心實(shí)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是如何互聯(lián)的，網(wǎng)絡(luò)配置如何，只要關(guān)心能提供的端口和帶寬就可以完成業(yè)務(wù)的部署。Overlay網(wǎng)絡(luò)可以很好地解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)目前面臨的主要問(wèn)題，是未來(lái)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)，代表了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向。雖然目前Overlay網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還沒(méi)有得到普遍應(yīng)用，VXLAN和SDN只是Overlay網(wǎng)絡(luò)的一些技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但并不是全部，將來(lái)必定會(huì)有更加美好的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。