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802.1Qbg、802.1Qbh、802.1BR、VN-Tag的技术比较(二)比较

(2013-02-18 17:13:54)
标签:

802.1br

802.1qbg

802.1qbh

vn-tag

虚拟化

it

分类: 虚拟化

二、技术比较

1.  报文格式差异

  • 802.1Qbg的VEB/VEPA

802.1Qbg的VEB/VEPA都是正常的802.1Q以太网数据帧格式,如图5所示

http://www.h3c.com.cn/res/201206/12/20120612_1372506_image006_747535_30008_0.png图5 以太网数据帧

VEPA本身只是VEB工作模式的一个简单修改,不涉及数据层面的格式修改问题。从技术层面来看,使得已经部署了虚拟化的计算环境可以快速向网络的虚拟化感知能力演进。

  • 802.1Qbg的Multi-Channel

802.1Qbg的Multi-Channel则采用了通用的QinQ数据格式,如图6所示,外层Tag所带的VLAN称为S-VLAN,用于标识虚拟机所连接的本地通道号,此Tag只在交换机物理端口与服务器网卡之间本地有效,进入网络后会被剥离;内层Tag所带VLAN称为C-VLAN,用于标识VM的业务VLAN,在VM提供应用的网络范围内有效,是全局使用的。

http://www.h3c.com.cn/res/201206/12/20120612_1372507_image007_747535_30008_0.png

图6 Multi-Channel报文

Multi-Channel虽然在服务器内部采用了一种新的数据格式,但是也是一种成熟QinQ技术的新环境应用,对QinQ内容进行新的技术解释,以此简化服务器内的网络结构。

  • 802.1Qbh

802.1Qbh的报文在以太网帧格式中插入了一个E-TAG标记如图7所示,用于标记VM连接的通道和映射到交换机的虚端口。图8则展示了标准中初步定义的E-TAG扩展字段基本内容。

 

http://www.h3c.com.cn/res/201206/12/20120612_1372508_image008_747535_30008_0.png图7 802.1Qbh报文

 

http://www.h3c.com.cn/res/201206/12/20120612_1372509_image009_747535_30008_0.png图8 802.1Qbh中的报文标签

802.1Qbh以明确标出通道(Channel ID)的方式,在数据内容中显式标识数据的源端,并支持数据复制能力,这也是对性能的局部优化。此处需要补充一下,802.1Qbh的数据格式是经过了两个阶段的,以前叫M-Tag,后来才演进到E-TAG方式,两者之间定义有所差异。

  • 802.1BR

802.1BR是802.1Qbh的替代协议,但基本内容有所修改,报文在以太网帧格式中插入了一个E-TAG标记如图9所示,用于标记VM连接的通道和映射到交换机的虚端口,差异处是将802.1Qbh中原来保留的字段进行了明确定义。图10则展示了标准中初步定义的E-TAG扩展字段基本内容。

 

http://www.h3c.com.cn/res/201206/12/20120612_1372510_image010_747535_30008_0.png图9 802.1BR的报文格式

 

http://www.h3c.com.cn/res/201206/12/20120612_1372511_image011_747535_30008_0.png图10 802.1BR中的报文标签

802.1BR与802.1Qbh本身是同一技术,只是将通道属性信息填充到了保留位,前者在通道控制上更灵活。

  • VN-Tag

VN-Tag是Cisco私有技术,曾经宣称其FE/PE设备能够同时兼容802.1Qbh和802.1BR。如图11所示,报文在以太网帧格式中插入了一个VN-TAG标记,用于标记VM连接的通道和映射到交换机的虚端口。图12则展示了标准中初步定义的E-TAG扩展字段基本内容。

 

http://www.h3c.com.cn/res/201206/12/20120612_1372512_image012_747535_30008_0.png图11 VN-Tag的报文格式

 

http://www.h3c.com.cn/res/201206/12/20120612_1372513_image013_747535_30008_0.png图12 VN-Tag中的报文标签(包含了EtherType)

从VN-Tag与802.1BR/802.1Qbh报文显著的差异来看,两者之间是无法互相解释的,Cisco在产品中说VN-tag的设备会同时兼容802.1Qbh,应该难度较大,一则VN-Tag出来的早,802.1Qbh讨论比较晚(802.1Qbh的报文格式两个阶段也是不同的);,二则802.1Qbh废除后到了802.1BR,格式更加不一样了。

2.  转发差异

1.         

802.1Qbg:VEPA

802.1Qbg:Multi-Channel

802.1Qbh

802.1BR

VN-Tag

单播数据

1、从VM收到的数据向上行

网络接口转发

2、要求网络设备支持基于端

口的hairpin转发

1、从VM收到的数据经过通道

向外转发

2、要求网络设备支持基于通道

的hairpin转发

1、从VM收到的数据经过通道向外转发

 

组播/广播

1、从VM收到的数据向上行

网络接口转发

2、要求网络设备支持基于端

口的hairpin转发

3、报文复制在下行方向

1、从VM收到的数据经过通道

向外转发

2、要求网络设备支持基于通道

的hairpin转发

3、服务器内Multichnnel部件不具

备复制功能,复制在外部网络执行

1、从VM收到的数据经过通道向外转发

2、各级PE/FE对报文进行逐级复制

通道

同时承载单播、组播,不具备复制能力

三者具有相同的通道定义方式

具有组播/广播的复制能力(复制通道)

表项

VEPA部件具备单播、

组播转发表项

无转发表项

各级PE/FE需要组播/广播复制表项

表1 转发差异比较

3.  控制协议差异

 

802.1Qbg:VEPA

802.1Qbg:Multi- Channel

802.1Qbh/802.1BR

VN-Tag

外部网络对VM

的发现关联协议

VDP

(Virtual Station

Interface Discovery

Protocol)

VDP

Cisco Virtual

Interface Control

(VIC) Protocol

网络扩展与ER

发现及连接协议

无需

CDCP

PE-CSP

(Port Extension

Control and

Status Protocol)

Cisco VIC

基础虚拟承载协议

ECP

ECP

ECP

网络对VM感知方式

基于VDP协议的关联操

作可感知VM的创建与迁移

基于VDP协议的关联操

作可感知VM的创建与迁移

不感知

 

可感知。

但需要交换机集成

UCS-Manager

由管理软件与VIC

网卡之间的协议感知VM。

表2 控制协议比较

4.  对比小结

从技术模型的比较可看出,802.1BR的功能完全是网络向服务器内的扩展,针对VM的连接、感知并没有定义内容,因此如果在此基础上叠加802.1Qbg VDP协议,并进行一些802.1BR的修改,从技术角度上也是可以支持一定的VM关联感知能力;802.1Qbg和VN-Tag具有比较完善的网络扩展与VM关联感知能力,所不同的是802.1Qbg定义了分工明确的协议,并且由网络部件和服务器内ER部件交互完成,标准化互通方式灵活,而VN-Tag的VIC协议并未定义在网络设备与ER之间,而是管理系统与ER之间,具有较大封闭性。

三、结束语

802.1Qbg当前已经获得主流厂家的支持,如IBM、HP、H3C基本可以提供标准化的方案;802.1BR尚没有产品化,并且在802.1BR的基础上实现VM感知,还是需要使用802.1Qbg的控制协议;VN-Tag在Cisco网络产品上已经实现,其服务器需要使用支持VN-Tag的网卡来与网络配套。

基于标准化技术实现上,各个厂家也会逐步在产品对接上开始互通性工作,包括在虚拟化系统、网卡、网络等的底层设备级,以及管理系统的上层接口级逐步形成完善的交互体系。

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