數據中心網(wǎng)絡(luò )架構的HA測試

　　3 數據中心HA測試案例

　　3.1 IRF典型組網(wǎng)HA測試

圖4 數據中心IRF典型組網(wǎng)

如圖4所示，這是典型的數據中心網(wǎng)絡(luò )（接入5120+核心12500）兩層拓撲結構，核心層兩臺S12500采用IRF模式，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )邏輯結構，提高設備利用效率并簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )管理。接入層采用5120EI交換機做二層雙上行接入，接入層鏈路為跨機筐鏈路聚合。出口設備采用SR6600路由器與12500交換機運行OSPF或BGP路由協(xié)議，12500與SR6600之間都為雙上行三層等價(jià)鏈路。其中，SR6600模擬了廣域網(wǎng)出口設備，但在真實(shí)場(chǎng)景中使用高端交換機較多。5120EI和SR6600分別連接兩個(gè)應用層測試儀（構造具有狀態(tài)特征的UDP和TCP流量）端口。通過(guò)對設備故障和鏈路故障的模擬，可以直觀(guān)得到組網(wǎng)中應用層業(yè)務(wù)的收斂時(shí)間、IRF和LACP的HA切換時(shí)間等。

　　需要精確統計時(shí)，可以用測試儀以標準報文大小模擬跨S5120EI和SR6600的南北向普通三層數據流，并以Full Mesh方式進(jìn)行測試。記錄異常情況下全局系統的丟包數量從而計算HA中斷切換時(shí)間，重復測試3次記錄平均數據，如表2所示。這些數據對于評估網(wǎng)絡(luò )整體的HA能力，優(yōu)化應用層業(yè)務(wù)部署都有重要意義。

　　普通流量丟包情況（帶寬500Mbps,128字節，422297 FPS）

表2 常見(jiàn)的IRF故障模擬和測試數據

　　通過(guò)測試數據可以很直觀(guān)的了解到整個(gè)網(wǎng)絡(luò )架構中各種應用在不同類(lèi)型的故障情況下HA收斂的好壞指標。比如表2所示，鏈路中斷的HA收斂時(shí)間好于設備重啟的，設備重啟與交換機主控故障的HA時(shí)間相近，交換矩陣故障中斷時(shí)間最長(cháng)等等。在了解到這些異常情況對網(wǎng)絡(luò )的影響程度后，便可以有針對性的通過(guò)網(wǎng)絡(luò )設計和優(yōu)化配置加以改進(jìn)，從而增加整個(gè)網(wǎng)絡(luò )架構的HA能力。

　　3.2 路由典型組網(wǎng)HA測試

圖5 數據中心路由性能HA測試組網(wǎng)

　　圖5的測試組網(wǎng)也模擬了典型的數據中心網(wǎng)絡(luò )。接入層交換機使用兩臺真實(shí)設備，在大規格測試項中會(huì )使用測試儀模擬更多的接入交換機。核心設備之間采用普通的三層路由結構，機房或站點(diǎn)間的出口設備“MAN Core”采用一臺高端交換機模擬，MAN Core通過(guò)多條等價(jià)三層鏈路與內部核心Core1和Core2連接。

　　初始情況下，測試儀端口1（與Access1相連）發(fā)向端口2（與Access2相連）的東西向流量是不通的。在測試儀端口2上發(fā)布路由后，等待各設備都學(xué)習到路由后才會(huì )收到報文。記錄測試儀從發(fā)布路由到測試儀收到流量的時(shí)間差，這個(gè)差值就是全網(wǎng)路由學(xué)習時(shí)間。由于采用傳統的測量流量圖記錄時(shí)間的方法誤差較大，可以采用TestCenter3.7版本中的高精度采樣功能來(lái)計算學(xué)習時(shí)間。如圖6所示。

　　圖6 TestCenter高精度采樣

　　為了測試的方便與準確，采用了TestCenter軟件中的command sequence功能執行流量、路由及采樣觸發(fā)的操作：

　　撤銷(xiāo)路由->停止流量發(fā)送等待10s->清除所有計數->等待5s->開(kāi)始發(fā)送流量->等待5s->開(kāi)始高精度采樣->等待5s->發(fā)布ospf路由->觸發(fā)高精度采樣。

　　command sequence執行完成后，等待高精度采樣進(jìn)行10s,然后點(diǎn)擊端口高精度采樣視圖下的show chart:

　　紅線(xiàn)為開(kāi)始出發(fā)發(fā)布路由的時(shí)間，藍色線(xiàn)為流量曲線(xiàn)，測量?jì)蓚€(gè)時(shí)間的時(shí)間差便可得到路由在網(wǎng)絡(luò )中的學(xué)習時(shí)間。

　　Access2相連的測試儀上發(fā)布、撤銷(xiāo)一條路由，在A(yíng)ccess1設備上學(xué)習到的時(shí)間，我們分別使用OSPF和BGP兩種路由協(xié)議測試10次的結果如下：

　　BGP :

　　撤銷(xiāo)平均值：8.06ms;發(fā)布平均值：1.57s

　　OSPF:

　　撤銷(xiāo)平均值：7.88s;發(fā)布平均值：1.29s

　　測試結果表明BGP路由的撤消收斂時(shí)間明顯優(yōu)于OSPF.為了降低網(wǎng)絡(luò )故障對業(yè)務(wù)的影響，提高數據中心內部的HA性能，采用什么樣的路由協(xié)議一直被很多用戶(hù)所關(guān)注。對于路由協(xié)議的運用，有一些傳統的使用模式，比如在數據中心內部OSPF是被大家廣泛認可、使用較多的路由協(xié)議。而B(niǎo)GP是廣域網(wǎng)上幾乎絕對的域間路由協(xié)議，但它只用于廣域鏈路的觀(guān)念正在慢慢地被改變?；谏鲜龅臏y試結果，越來(lái)越多的用戶(hù)也會(huì )逐漸認可并開(kāi)始實(shí)踐采用BGP作為站點(diǎn)內部路由協(xié)議的解決方案。

　　4 結束語(yǔ)

　　通過(guò)全局的組網(wǎng)HA測試，我們可以模擬數據中心真實(shí)的應用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)類(lèi)型，直觀(guān)和精確的了解不同類(lèi)型的故障下HA的收斂情況。也可以了解不同技術(shù)和協(xié)議在特定組網(wǎng)中的HA性能對比情況，根據其特點(diǎn)和優(yōu)劣勢來(lái)做出選擇，從而更好的設計和優(yōu)化用戶(hù)的真實(shí)環(huán)境。