想象一下，你正在享受一場(chǎng)在線游戲的激烈對(duì)決，網(wǎng)絡(luò)突然斷了，是不是很讓人抓狂？在數(shù)據(jù)中心的世界里，這樣的情況同樣令人頭疼。為了防止這種情況發(fā)生，我們引入了一位“超級(jí)英雄”——雙活網(wǎng)關(guān)。它就像一個(gè)可靠的哨兵，時(shí)刻守護(hù)著網(wǎng)絡(luò)連接。今天，我們將一起揭秘雙活網(wǎng)關(guān)是如何守護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接、避免業(yè)務(wù)中斷的。

1為什么需要雙活網(wǎng)關(guān)

在數(shù)據(jù)中心VXLAN網(wǎng)絡(luò)中，為了提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，通常采用多級(jí)保護(hù)方案，例如：在網(wǎng)關(guān)處可進(jìn)行VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由器冗余協(xié)議）部署、VRC（Virtual Router Cluster，虛擬路由器集群）部署、雙活部署，以避免業(yè)務(wù)的中斷，提供電信級(jí)可靠性。

VRRP部署時(shí)會(huì)選取主用、備用機(jī)，備用機(jī)僅在主用機(jī)故障時(shí)才被啟用，導(dǎo)致網(wǎng)關(guān)設(shè)備利用率低。VRC技術(shù)通過(guò)鏈路聚合技術(shù)可簡(jiǎn)化部署，降低運(yùn)維難度，通過(guò)ECMP（Equal-Cost Multi-Path routing，等價(jià)多路由）技術(shù)讓兩個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)流量，提升網(wǎng)關(guān)設(shè)備利用率。但是由于設(shè)備依賴集中控制面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)不中斷升級(jí)，這時(shí)就需要雙活網(wǎng)關(guān)技術(shù)了。

圖1 VRRP、VRC、雙活技術(shù)簡(jiǎn)單對(duì)比

2什么是雙活網(wǎng)關(guān)

雙活網(wǎng)關(guān)是一種網(wǎng)絡(luò)高可用架構(gòu)，通過(guò)部署兩個(gè)或多個(gè)物理網(wǎng)關(guān)設(shè)備虛擬化為單一邏輯網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流量的負(fù)載分擔(dān)和故障無(wú)縫切換，避免單點(diǎn)故障導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷。

部署雙活網(wǎng)關(guān)后，當(dāng)其中一臺(tái)網(wǎng)關(guān)故障，中間的Spine設(shè)備感知到鏈路故障，等價(jià)負(fù)載分擔(dān)到另外一臺(tái)網(wǎng)關(guān)設(shè)備即可，且由于兩個(gè)網(wǎng)關(guān)均參與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，不需要進(jìn)行主備倒換，因此雙活網(wǎng)關(guān)的路由收斂速度更快，可以達(dá)到毫秒級(jí)，并且支持不中斷升級(jí)。

雙活網(wǎng)關(guān)技術(shù)主要應(yīng)用于建立了VXLAN大二層網(wǎng)絡(luò)的“Spine-Leaf”組網(wǎng)架構(gòu)下，部署集中式三層網(wǎng)關(guān)。將兩個(gè)GW（GateWay，網(wǎng)關(guān)）設(shè)備虛擬成一個(gè)VTEP（VXLAN Tunneling End Point，VXLAN隧道終端）Group，提供相同的GW Anycast（任播）地址，并把地址發(fā)布到Underlay網(wǎng)絡(luò)里，從而將兩個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備模擬成一個(gè)VXLAN隧道端點(diǎn)，對(duì)外表現(xiàn)為一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。其中一臺(tái)GW故障后，中間的Spine設(shè)備感知到鏈路故障，等價(jià)負(fù)載分擔(dān)到另外一臺(tái)GW即可，VTEP以及服務(wù)器完全不感知GW的故障。

圖2VXLAN雙活網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)示意圖

3雙活網(wǎng)關(guān)是如何工作的

網(wǎng)絡(luò)正常工作

當(dāng)數(shù)據(jù)中心VXLAN網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)部署了雙活網(wǎng)關(guān)技術(shù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)工作正常，Leaf通過(guò)路由協(xié)議學(xué)習(xí)到雙活網(wǎng)關(guān)的路由，并根據(jù)路由選路規(guī)則選擇最優(yōu)路徑。此時(shí)，兩條路徑開銷值一樣，形成等價(jià)路由，由此實(shí)現(xiàn)鏈路備份和流量負(fù)載分擔(dān)。

圖3鏈路正常組網(wǎng)示意圖

當(dāng)GW1與Spine之間鏈路出現(xiàn)故障或GW1出現(xiàn)故障時(shí)

當(dāng)GW1出現(xiàn)故障時(shí)，該段路由會(huì)被刪除，但是由于GW2仍能繼續(xù)工作，所有的流量將通過(guò)GW2進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

圖4GW設(shè)備故障組網(wǎng)示意圖 當(dāng)GW1到Spine1之間鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，流量可通過(guò)Spine2繞行至GW1設(shè)備繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。

圖5GW下行鏈路故障組網(wǎng)示意圖

當(dāng)GW1與骨干網(wǎng)之間鏈路出現(xiàn)故障時(shí)

由于GW1與IP核心網(wǎng)絡(luò)的鏈路出現(xiàn)故障，流量到達(dá)GW1設(shè)備后，將先繞行至GW2設(shè)備，再到達(dá)IP核心網(wǎng)絡(luò)。

圖6GW上行鏈路故障組網(wǎng)示意圖

4雙活網(wǎng)關(guān)有什么優(yōu)勢(shì)

雙活網(wǎng)關(guān)技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：

減少網(wǎng)關(guān)故障點(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)關(guān)故障時(shí)，可以自動(dòng)切換到備用網(wǎng)關(guān)，保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性和高可用性。

控制面分離，可實(shí)現(xiàn)不中斷升級(jí)。

支持策略路由、靜態(tài)路由、動(dòng)態(tài)路由的靈活選擇。

可以提供多種網(wǎng)關(guān)規(guī)格，滿足應(yīng)用和業(yè)務(wù)的彈性靈活伸縮的需求。

5雙活網(wǎng)關(guān)有哪些應(yīng)用場(chǎng)景

雙活網(wǎng)關(guān)技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，典型應(yīng)用場(chǎng)景包括之前提到的集中式三層網(wǎng)關(guān)，以及分布式網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景。

集中式網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景作

在集中式網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景下，Leaf作為二層網(wǎng)關(guān)，部署集中式三層網(wǎng)關(guān)，GW1和GW2組成1個(gè)VTEP Group，對(duì)外表現(xiàn)為1個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

圖7 集中式網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景雙活網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)示意圖

分布式網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景

在分布式網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景下，Leaf作為三層網(wǎng)關(guān)，Spine作為透?jìng)髟O(shè)備，同時(shí)在Leaf上部署MC-LAG技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)雙活網(wǎng)關(guān)。

圖8分布式網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景雙活網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)示意圖

通過(guò)本文的介紹，相信你已經(jīng)對(duì)雙活網(wǎng)關(guān)有了初步了解。它不僅提升了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，還為用戶提供了更好的體驗(yàn)。未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，雙活網(wǎng)關(guān)將更加智能化、高效化。