清华大学校园数据中心高可靠性网络的研究与实现.docVIP

清华大学校园数据中心高可靠性网络的研究与实现 沈立强 吴海燕 戚丽 （清华大学计算机与信息管理中心，北京 100084） mail:slq@cic.tsinghua.edu.cn 摘要：校园数据中心是数字校园的核心，无单点故障的、高可用性网络的建设至关重要。本文以清华大学校园数据中心的网络建设为实例，探讨如何设计数据中心的网络设计方案以保证网络的高可靠性，做到任何单个交换机或单条链路的故障都不会影响网络的连通性，更不会导致整个网络的瘫痪，从根本上解决数据中心面临的风险。 关键词：校园数据中心 高可靠性网络 单点故障 AFT VRRP the research and implementation of a high available network of university data center Shen Liqiang Wu Haiyan Qi Li (Tsinghua University, Beijing 100084) mail:slq@cic.tsinghua.edu.cn Abstract：University data center (UDC) is the heart of digital university, so the building of single failure free, high available network is of the top importance. Based on Tsinghua University UDC network building practice, this paper discusses how to design UDC’s network building plan to achieve network’s high availability, to ensure that any failure of single switch or link will not impact network connectivity, not saying result in the paralysis of the whole network. By this way, totally reduce UDC’s network risk. keyword：university data center high available network single failure AFT VRRP 前言 清华大学在教育信息化建设方面经过十余年艰苦努力，尤其在启动“211工程”之后，逐步建成了综合信息服务系统、办公自动化系统、综合教务系统、网络教学系统、财务工资管理系统和开放实验室综合管理系统等多个应用系统，数据中心为上述应用系统提供了完善的网络和运行环境，并承担了所有应用系统的运行和维护任务。目前数据中心内有各类服务器80余台，几乎所有应用系统的关键数据都存放在数据中心，数据中心与各个业务部门之间的保持着频繁的重要通讯。 为了保证数据中心的高可用性，达到7*24小时不间断服务的目标，一个全冗余、无单点故障的网络就成了数据中心的基础。为实现路由冗余，可以采用VRRP协议；为实现交换机的冗余，可以采用SPT协议；为实现链路冗余，可采用link-aggregation技术等。本文以清华大学数据中心的网络建设为实例，探讨如何设计数据中心的网络设计方案以保证网络的高可靠性，做到任何单个交换机或单条链路的故障都不会影响网络的连通性，更不会导致整个网络的瘫痪，从根本上解决数据中心面临的风险。 清华大学校园数据中心结构 目前，清华大学校园数据中心的交换机有华为Quidway S8016、神州数码DCRS7504、Extreme Alpine 3808、Extreme Summit 48，Quidway S3050，S3026等。通过采用硬件上的冗余，包括交换机的冗余、交换机之间链路的冗余和服务器网卡的冗余等，基本实现了网络的高可靠性，消除或部分消除了网络的单点故障。 数据中心的网络拓朴结构如图1所示。 图 1 数据中心网络拓扑结构 清华大学校园数据中心网络可靠性分析 一个高可靠的网络应该是全冗余、无任何单点故障的。下面我们根据图1的网络拓扑，从网络设备、通信链路两方面来分析清华大学校园数据中心网络的单点故障情况。 网络设备的可靠性分析 (1) 中心路由交换机 中心路由交换机采用的是华为公司高端千兆路由交换机Quidway S8016。S8016的主控板、交换网板、路由处理系统、电源系统等所有关键部件都采用了冗余热备份设计，其路由转发处理引擎采用分布式结构，因此，S8016本身不存在单点故障。 数据中心采用了两台三层交换机作为中心路由交换机，同时