CN110505095A - 一种使用少量服务器搭建大规模虚拟数据中心的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种使用少量服务器搭建大规模虚拟数据中心的方法，属于云部署技术领域，本发明将各物理主机上的leaf spine使用VxLAN技术连接起来形成一个逻辑的leaf spine，在各物理服务器上的所有虚机都连接到这个逻辑leaf spine上，从而形成一个虚拟数据中心。大大地加快了云产品的开发速度。
Description
技术领域
本发明涉及云部署技术，尤其涉及一种使用少量服务器搭建大规模虚拟数据中心的方法。
背景技术
现在数据中心已经云化，在把云部署到数据中心之前如何对云进行大规模部署验证是一个棘手的问题，主要有以下原因：
1)数据中心需要大量的硬件资源，很少有公司能供得起这些昂贵的资源，把它们仅仅用于做实验验证。
2)这些硬件资源需要机房，需要消耗电力，很少有公司能有这样的条件。
3)低端的硬件只能组建简单的网络，网络不容易做变化，不够灵活。譬如leafspine网络，从L2组网改成L3组网，配置变化非常大。
leaf-spine是一种数据中心的组网架构，它使网络扁平化，具有很好的水平扩展性，也很好地适应了数据中心的东西向流量需求。
一种现存的相对廉价的办法是在公有云根据自己的需要租用虚拟数据中心，在云被部署验证完后退租，这可以大大节约成本。但是即使这样，对于小公司或组织，其成本也是难以承担的。
VxLAN(Virtual Extensible LAN)是一种租户网络的overlay隧道技术，使用UDP封装租户的L2以太网数据包以便跨越L3的网络。
另一种办法是使用OpenvSwitch和VxLAN把几个服务器上连接起来，形成一个大的逻辑bridge，所有服务器上的虚机挂在这个大的逻辑bridge上，这样就形成了一个大规模的虚拟数据中心，但是问题是，它没法模拟leaf spine的网络架构，没法做各种组网方式的配置，譬如层二接入leaf交换机，leaf交换机和spine交换机层三接入。更复杂一点的，层三接入leaf交换机。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提出了一种使用少量服务器搭建大规模虚拟数据中心的方法，只要几台物理服务器就能虚拟出几十台虚拟服务器，云可以部署到这些虚拟机上做各种实验验证。
本发明的技术方案是：
一种使用少量服务器搭建大规模虚拟数据中心的方法，使用物理服务器，每台物理服务器可以根据可用的CPU数量创建适量的虚拟机，每一个虚拟机就相当于一台服务器，使用VirtualBox的网络可以模拟leaf spine网络，物理服务器之间使用VxLAN技术来把各自上面的leaf spine网络连接起来形成一个大的逻辑的leaf spine网络，这样在各物理服务器上的所有虚机就相当于连接到一个大的leaf spine网络下，形成一个大的虚拟数据中心，云可以部署到这个虚拟数据中心并可以做各种实验验证。
进一步的，
主要包括如下步骤：
1)使用虚拟机模拟交换机/路由器
2)使用虚拟机模拟整个数据中心
3)使用物理服务器搭建大规模数据中心
4)使用VxLAN技术实现虚拟交换机/路由器的跨物理服务器堆叠。
其中，
leaf交换机是有16个虚拟网口的虚拟机，使用Linux***做交换机操作***，处理数据包交换。其中所有挂在其上的虚拟机对应的端口属于同一个VirtualBox privatenetwork，连接spine交换机的口与对应的spine交换机上的口属于另一个VirtualBoxprivate network，leaf交换机的trunk端口属于VirtualBox public network，交换机需要把目标非本地虚机的数据包转发到spine交换机和trunk端口，trunk端口将使用VxLAN封装这些数据包并发送到对端的spine交换机，trunk端口也将解封装来自对端spine交换机上的数据包然后转发到相应的虚机。
spine交换机是有8个虚拟网络接口的虚拟机，使用Linux***做交换机操作***，处理数据包交换。
连接的两个本地leaf交换机的网口属于同一个VirtualBox private network，trunk端口属于跟leaf交换机同样的VirtualBox public network，spine交换机需要把任何一个口收到的数据包转发到目的地对应的其它的口，trunk端口需要封装解封装然后转发，spine交换机需要知道封装后送到哪一个目的leaf交换机，不同的目的地封装的目的IP地址不同.
每个虚机是只有一个网口的虚机，虚机连接到一个leaf交换机。
虚机的IP地址被静态配置，上面运行Linux***，云(Openstack)将对待它为一个物理主机/物理服务器，每个虚机被分配不同的静态IP，任何两个虚机的IP地址不能冲突。
本发明的有益效果是
1)、为开发人员，中小公司开辟了一个绿色通道，提供了一种搭建大规模云数据中心的廉价且便捷的方案。
2)、网络和各资源节点全用虚拟化技术和软件实现，具有极大的灵活性，随时可以更改，省时省力。
3)、因为本地可以搭建开发试验验证环境，随时随地可用，大大地加快了云产品的开发速度，因而缩短了推向市场的时间。
附图说明
图1是本发明的虚拟数据中心的布局示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
各物理主机上的leaf spine使用VxLAN技术连接起来形成一个大的逻辑的leafspine，在各物理服务器上的所有虚机都连接到这个大的逻辑leaf spine上，从而形成一个大的虚拟数据中心。图1直观地显示了这个大的虚拟数据中心：
1)leaf交换机是有16个虚拟网口的虚拟机，使用Linux***做交换机操作***，处理数据包交换，其中所有挂在其上的虚拟机对应的端口属于同一个VirtualBox privatenetwork，连接spine交换机的口与对应的spine交换机上的口属于另一个VirtualBoxprivate network，leaf交换机的trunk端口属于VirtualBox public network，交换机需要把目标非本地虚机的数据包转发到spine交换机和trunk端口，trunk端口将使用VxLAN封装这些数据包并发送到对端的spine交换机，trunk端口也将解封装来自对端spine交换机上的数据包然后转发到相应的虚机。这个基于Linux的交换机操作***可以使用Cumulus提供的免费版本Cumulus VX,以便简化管理配置。
2)spine交换机是有8个虚拟网络接口的虚拟机，使用Linux***做交换机操作***，处理数据包交换，连接的两个本地leaf交换机的网口属于同一个VirtualBox privatenetwork，trunk端口属于跟leaf交换机同样的VirtualBox public network，spine交换机需要把任何一个口收到的数据包转发到目的地对应的其它的口，trunk端口需要封装解封装然后转发，spine交换机需要知道封装后送到哪一个目的leaf交换机，不同的目的地封装的目的IP地址不同。这个基于Linux的交换机操作***可以使用Cumulus提供的免费版本Cumulus VX,以便简化管理配置。
3)每个虚机是只有一个网口的虚机(管理网口是单独的网络，这里并没有画出，不在这里考虑)，虚机连接到一个leaf交换机。虚机的IP地址被静态配置，上面运行Linux***，云(Openstack)将对待它为一个物理主机/物理服务器，每个虚机被分配不同的静态IP，任何两个虚机的IP地址不能冲突。物理服务器2上的虚机必须配置不同于物理服务器1上的虚机的IP地址。
这样，两个物理服务器上的所有虚机就组成了一个大的虚拟数据中心，可以扩展到更多台服务器，从而实现更大的虚拟数据中心。以一台物理服务器启动20台虚拟机为例计算，5台物理服务器就可以搭建一个100节点的虚拟数据中心。如果使用更高配置的物理服务器，如有8路CPU，每路CPU 28核，一个服务器就有224个CPU核，再打开超线程启动200个虚机都没问题，这样5台物理服务器就能搭建一个1000节点的虚拟数据中心。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种使用少量服务器搭建大规模虚拟数据中心的方法，其特征在于，
各物理主机上的leaf spine使用VxLAN技术连接起来形成一个逻辑的leaf spine，在各物理服务器上的所有虚机都连接到这个逻辑leaf spine上，从而形成一个虚拟数据中心。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
主要包括如下步骤：
1)使用虚拟机模拟交换机/路由器
2)使用虚拟机模拟整个数据中心
3)使用物理服务器搭建大规模数据中心
4)使用VxLAN技术实现虚拟交换机/路由器的跨物理服务器堆叠。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
leaf交换机是有16个虚拟网口的虚拟机，使用Linux***做交换机操作***，处理数据包交换。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
其中所有挂在其上的虚拟机对应的端口属于同一个VirtualBox private network，连接spine交换机的口与对应的spine交换机上的口属于另一个VirtualBox privatenetwork，leaf交换机的trunk端口属于VirtualBox public network，交换机需要把目标非本地虚机的数据包转发到spine交换机和trunk端口，trunk端口将使用VxLAN封装这些数据包并发送到对端的spine交换机，trunk端口也将解封装来自对端spine交换机上的数据包然后转发到相应的虚机。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
spine交换机是有8个虚拟网络接口的虚拟机，使用Linux***做交换机操作***，处理数据包交换。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
连接的两个本地leaf交换机的网口属于同一个VirtualBox private network，trunk端口属于跟leaf交换机同样的VirtualBox public network，spine交换机需要把任何一个口收到的数据包转发到目的地对应的其它的口，trunk端口需要封装解封装然后转发，spine交换机需要知道封装后送到哪一个目的leaf交换机，不同的目的地封装的目的IP地址不同。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
每个虚机是只有一个网口的虚机，虚机连接到一个leaf交换机。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
虚机的IP地址被静态配置，上面运行Linux***，云将对待它为一个物理主机/物理服务器，每个虚机被分配不同的静态IP，任何两个虚机的IP地址不能冲突。
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