如今的數(shù)據(jù)中心承載業(yè)務越來越復雜，尤其是云計算、大數(shù)據(jù)等新技術的應用，的確讓業(yè)務的部署與實現(xiàn)更加靈活，同時也增加了技術實現(xiàn)的復雜性，這些新的技術和應用給數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡帶來了新的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)中心里最重要的組成部分：服務器、網(wǎng)絡、存儲，只有網(wǎng)絡部分是最保守，技術壁壘最深的一部分，長期以來由幾家網(wǎng)絡廠家壟斷著絕大部分市場份額，市場競爭化程度不高，這也使得數(shù)據(jù)中心用戶在與網(wǎng)絡廠家打交道時，毫無議價權，網(wǎng)絡廠家長期賺著高額的利潤。如今的數(shù)據(jù)中心要繼續(xù)生存下去，就需要對網(wǎng)絡做出改變，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡已經(jīng)無法滿足業(yè)務發(fā)展的需求。新的網(wǎng)絡要滿足虛擬化支持，業(yè)務資源任意遷移，實現(xiàn)業(yè)務、資源與物理位置無關聯(lián)，這對于網(wǎng)絡技術是機會也是挑戰(zhàn)。要實現(xiàn)這些，就需要新的網(wǎng)絡解決四個正面臨的現(xiàn)實問題：虛擬化技術導致網(wǎng)絡中產(chǎn)生更多的MAC和ARP地址，一般的接入網(wǎng)絡設備也就支持16K或32K的MAC地址，8K的ARP，在虛擬化技術下，一個服務器可以虛擬出幾十個虛擬機來，這樣地址數(shù)量一下子擴大的幾十倍。原本可以下掛幾千臺服務器的網(wǎng)絡設備，部署虛擬化后僅可以支持幾十個服務器，這顯然是無法滿足的，所以需要更大容量MAC和ARP地址的網(wǎng)絡設備；4K VLAN已經(jīng)無法滿足，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡普遍采用靈活QINQ來擴充VLAN范圍，但是靈活QINQ無法很好地支持虛擬化，根本無法滿足云數(shù)據(jù)中心業(yè)務的部署需求；虛擬機遷移問題，VM遷移需要在同一個二層網(wǎng)絡內(nèi)，這樣就無法實現(xiàn)跨三層甚至是跨越數(shù)據(jù)中心業(yè)務的需求；傳統(tǒng)的網(wǎng)絡采用手工配置與管理，隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，這種效率低下的方式要耗費大量的人力物力，并不是數(shù)據(jù)中心所能承受得了的，大大增加了數(shù)據(jù)中心的運營成本。

要解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡面臨的問題，就需要網(wǎng)絡做出改變。一種關于未來網(wǎng)絡的概念出現(xiàn)了----Overlay網(wǎng)絡。Overlay網(wǎng)絡是一個建立在已有網(wǎng)絡上的虛擬網(wǎng)絡，邏輯節(jié)點和邏輯鏈路構成了Overlay網(wǎng)絡，Overlay網(wǎng)絡的出現(xiàn)是為了實現(xiàn)已有網(wǎng)絡所不能提供的功能和服務。這樣說明似乎并不能讓人明白Overlay網(wǎng)絡到底是一個什么樣的網(wǎng)絡。說白了就是應用層的網(wǎng)絡，它不考慮或很少考慮網(wǎng)絡層，物理層的問題，允許對沒有IP地址標識的目的主機路由信息，忽略位置信息，數(shù)據(jù)中心的組成部分可以在世界的任何角落，訪問數(shù)據(jù)中心的人也可以在世界的任何一個角落。Overlay網(wǎng)絡主要包括Overlay控制平面，提供服務發(fā)現(xiàn)、地址通告和映射、隧道管理；Overlay數(shù)據(jù)平面提供數(shù)據(jù)封裝，基于承載網(wǎng)絡傳輸，Overlay邊緣設備提供數(shù)據(jù)報文的封裝和解封裝。

Overlay網(wǎng)絡可以分為網(wǎng)絡Overlay，主機Overlay和混合式Overlay三大類。網(wǎng)絡Overlay是指通過控制協(xié)議對邊緣的網(wǎng)絡設備進行網(wǎng)絡構建和擴展，具體的實現(xiàn)技術有EVI、TRILL、VPLS、LISP、VXLAN等等。網(wǎng)絡Overlay是基于目前數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡面臨的問題而出現(xiàn)的。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡普遍采用STP環(huán)網(wǎng)技術，后來出現(xiàn)了虛擬化，如今虛擬化技術已經(jīng)飛入尋常數(shù)據(jù)中心中，但可以進行虛擬化的網(wǎng)絡設備數(shù)量畢竟有限，對于大型的數(shù)據(jù)中心接入網(wǎng)絡設備都會有數(shù)千臺，于是Trill開始出現(xiàn)，那么Trill的升級版就是網(wǎng)絡Overlay，網(wǎng)絡Overlay依仗的主要技術就是VXLAN。主機Overlay是指采用虛擬設備作為Overlay網(wǎng)絡的邊緣設備，具體的實現(xiàn)技術有VXLAN、NVGRE、STT等等。主機Overlay也是基于原有的網(wǎng)絡技術而演化來的，從最原始的Dove（IBM倡導的技術），到STT（VMware提出的技術標準），再到NVGRE（HP、Dell、Intel等服務器廠商提出的標準），直到現(xiàn)在的VXLAN（Cisco、VMware、Citrix、Broadcom等提出的標準），終于主機Overlay和網(wǎng)絡Overlay技術走向了融合，不難看出VXLAN之所以得到認可，是因為有不少的網(wǎng)絡廠商參與其中，以往都是一些虛擬化、軟件和服務器廠商，惟獨缺少網(wǎng)絡廠商，網(wǎng)絡廠商的積極參與推動了整個網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，這也說明終于網(wǎng)絡技術開始接納新的進入者，新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡需要的是融合的技術，這也是為何如今很多軟件廠家和服務器廠家紛紛進入網(wǎng)絡市場爭奪的主要原因，基于對服務器和操作系統(tǒng)的技術優(yōu)勢向網(wǎng)絡擴展，具有得天獨厚的優(yōu)勢；混合Overlay是指邊緣設備既有虛擬設備又有物理設備，通過標準化的協(xié)議完成異構設備組網(wǎng)及互通，具體主要是采用集中式DB或控制器作為控制平面技術。

那我們來看看Overlay網(wǎng)絡如何解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡面臨的問題。首先是MAC和ARP地址容量的問題，網(wǎng)絡Overlay通過基于會話的MAC學習來擴充MAC地址容量，主機Overlay則是通過L2oIP數(shù)據(jù)封裝來擴充MAC地址容量；其次VLAN容量問題，網(wǎng)絡Overlay和主機Overlay都通過VXLAN技術實現(xiàn)，可提供16M的VLAN標識，可以滿足多業(yè)務隔離的需求；再次虛擬機遷移問題，網(wǎng)絡Overlay采用大二層設計，主推Fabric Path和Trill應用，主機Overlay更加強調(diào)隧道封裝，不關心網(wǎng)絡是二層和三層，通過主機Overlay可以很好地實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的虛擬機遷移。最后網(wǎng)絡管理效率低下的問題，自然通過SDN技術來環(huán)節(jié)，無論是網(wǎng)絡Overlay還是主機Overlay都特別認同這樣的技術形態(tài)。VXLAN、SDN是Overlay網(wǎng)絡的技術基礎，讓網(wǎng)絡技術走向了開放，更加包容，允許更多的軟件廠商、服務器廠商參與進來。

Overlay網(wǎng)絡是基于原有物理網(wǎng)絡的基于之上建立的一張應用層網(wǎng)絡，將網(wǎng)絡資源通過軟件量化的方式表現(xiàn)出來，這樣數(shù)據(jù)中心不用關心實際網(wǎng)絡設備是如何互聯(lián)的，網(wǎng)絡配置如何，只要關心能提供的端口和帶寬就可以完成業(yè)務的部署。Overlay網(wǎng)絡可以很好地解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡目前面臨的主要問題，是未來數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的主流技術，代表了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡技術的發(fā)展方向。雖然目前Overlay網(wǎng)絡技術還沒有得到普遍應用，VXLAN和SDN只是Overlay網(wǎng)絡的一些技術實現(xiàn)，但并不是全部，將來必定會有更加美好的技術實現(xiàn)。