邊緣虛擬橋EVB（Edge Virtual Bridging）技術是當前用於解決虛擬化環境的虛擬機VM(Virtual Machine)與網路之間的連線與管理邊界問題而產生。並在此標準802.1Qbg定義的框架基礎上可以實現VM生命周期與網路的自動化關聯、網路屬性的靈活變更。
基本介紹
- 中文名：邊緣虛擬橋
- 外文名：Edge Virtual Bridging
- 協定：802.1Qb
一、EVB數據轉發層面標準化實,二、EVB控制協定簡析,
一、EVB數據轉發層面標準化實
EVB原來由802.1Qbg和802.1Qbh組成，數據層面的實現一共有四種（如圖1所示）：其中802.1Qbg包含了三種，即VEB(Virtual Ethernet Bridging)模式、VEPA(Virtual Ethernet Port Aggregator)模式和Multi Channel模式；802.1Qbh為PE(Port Extender)模式。當前802.1Qbh已經在EVB內取消，因此EVB目前也就是802.1Qbg。802.1Qbg的各種模式具體轉發行為，請參考本刊《802.1Qbg、802.1Qbh、802.1BR、VN-Tag技術比較》一文，此處不再贅述。
從技術實現的角度，以及某些特殊套用場景下，802.1Qbg的不同模式是可以同時存在的，並且技術上要求能夠多層級聯，這在標準預備文檔中也進行了描述。但在更多的場景下，並不需要複雜的級聯拓撲和層次，標準在使用上建議了一個基本的EVB架構，如圖2所示。
圖1 EVB的多種數據轉發實現
圖1 EVB的多種數據轉發實現圖2中邊緣中繼單元ER(Edge Relay)指代了VEB/VEPA各種部件。EVB技術中，ER位於伺服器一側，對伺服器的流量進行轉發，ER轉發的流量包括虛擬伺服器之間，和虛擬伺服器與邊緣交換機（與物理伺服器直連）之間的全部流量。ER既可以通過軟體實現，也可以使用專門的硬體單元實現(虛擬化網卡功能)。 ER-1標識了一種雙連線埠的VEB或VEPA，在實現上完全作為一個通道，無需地址學習表項管理；ER-2標識VEPA；ER-3標識VEB。所有的VM通過Virtual Station Interface(VSI)連線在ER上，基於級聯性架構，ER邏輯上掛接在Multi Channel的S-Component組件上，S-Component組件是實現
圖2 EVB轉發層面基本架構
圖2 EVB轉發層面基本架構二、EVB控制協定簡析
EVB的控制協定最關鍵有兩個：VDP(VSI Discovery Protocol) 和CDCP(S-Channel Discovery and Configuration Protocol)。
1.CDCP協定
CDCP是專門用於建立Multi Channel模式下S-Component組件與網路連線的通道，這些通道邏輯上只在伺服器和物理網路連線埠本地有效，如圖3所示。
圖3 CDCP建立多通道1)CDCP基本操作內容
S-Channel配置由交換機決定，並保存在交換機上；
由伺服器向交換機發起S-Channel資源請求；
交換機根據請求提供最佳資源集；
如果交換機不能提供所有資源則提供資源子集；
2)CDCP互動過程
乙太網接口上使能EVB功能後，交換機通過LLDP報文向外發布S通道狀態，與伺服器的互動機制如圖4所示。
圖4 CDCP協定互動示意圖當VM有創建S通道的請求，或者原有的請求發生變化時，向交換機發出請求報文（訊息1）。交換機為其分配或者釋放SVID，創建或者刪除對應的S通道接口。隨後回復回響報文，通知伺服器分配的SVID（訊息2）。伺服器和交換機都在後續的報文中攜帶當前存在的S通道的信息作為狀態通告。
3)CDCP報文格式
CDCP 協定TLV欄位如圖5所示，包括角色（交換機為bridge，伺服器為station）、對S組件的支持能力（SComp）、支持的S通道的個數、以及S通道ID與對應的SVID對（ <SCID,SVID> ）。CDCP TLV與LLDP中其它dot1q的TLV一樣，type取值為127，subtype取值0x0E。
圖5 CDCP協定TLV格式本設備角色（Role）：等於1表示本設備為伺服器（station），等於0表示本設備為交換機（bridge）。
保留位（Resv）：暫不使用，以0填充。
S組件支持能力（SComp）：等於1表示能支持S-VLAN組件，等於0時表示不支持。
本設備支持的S通道數目（Chncap）：包括已經成功創建和尚未創建的。
SCID/SVID對：S通道索引和對應的SVID。第一個必須是預設S通道，即<1,1>。CDCP報文中最多支持167個SCID/SVID對，包括預設S通道的SCID/SVID。
伺服器發出的請求中，SVID為0，形式如<a,0>。如果交換機成功為其創建S通道，那么回復報文的形式如<a,b>，b為有效的VLAN ID。如果交換機不能創建，則回復報文中仍然維持<a,0>的形式。如果伺服器將某一已經生效 的SCID/SVID對從本方報文中刪除，表示向交換機申請刪除該S通道。
2.VDP協定
VDP協定報文由伺服器發起。伺服器傳送的VDP請求分為預關聯、資源預留的預關聯、關聯和去關聯請求四種。交換機只回復對應的回響報文。
VM創建時，伺服器向交換機傳送關聯或者預關聯請求。關聯請求處理成功時，VM的流量就可以開始經由交換機轉發。預關聯請求處理成功時，VM處於一種就緒等待的狀態，直到傳送關聯請求處理成功後，才開始收發流量。
VM關閉時，向交換機傳送去關聯請求，邊緣交換機將對應的流量轉發通道關閉。
一般來說，VM遷移時，新的VM先處於預關聯狀態下，等待虛擬機管理中心指令原有VM傳送去關聯請求。原有VM傳送去關聯請求後，新VM傳送關聯請求，接替原有VM的流量收發工作。
1)VDP互動過程
伺服器傳送關聯請求時，與交換機、VSI管理伺服器的互動過程如圖6所示。
圖6 關聯請求處理伺服器先傳送預關聯請求再傳送關聯請求的互動過程如圖7所示。
圖7 預關聯請求處理伺服器傳送去關聯請求的互動過程如圖8所示
圖8 去關聯請求處理2)VDP報文信息
VDP是VM與網路關聯、創建遷移感知的關鍵協定，這裡僅針對其中比較關鍵的訊息內容進行介紹。
關聯訊息。如圖9所示的關聯訊息類型，傳遞了VM和網路之間的關聯、解關聯操作請求。
圖9 VDP關聯訊息類型VM遷移信息。圖10的VDP訊息位向網路通告了VM的遷移性質。
圖10 VM的遷移告知VDP中VSI過濾信息(由具體支持的特徵信息類型決定取值)。圖11的VSI過濾信息提供了VM關聯信息：VLAN、MAC、GroupID(可用於>4K VLAN擴展)，這些信息的組合可以保證VM連線網路的正確屬性以及策略匹配。
圖11 VSI過濾信息在EVB控制協定作用下，便可實現VM的自動化關聯網路，如圖12所示，A中VM不進行VDP關聯，網路不對其下發相應的屬性，網路沒有針對此VM的相關配置，則VM流量不能進入網路。B中VM經過VDP正常關聯網路，網路管理系統基於VM信息合理性下發針對VM的網路策略與配置，可保證VM正常服務提供。C中VM雖然關聯網路，但其屬性被網路系統判斷為非法VM，網路拒絕VM接入，不為VM分配資源和配置。
圖12 EVB協定VM關聯網路
圖12 EVB協定VM關聯網路