MC-LAG还是Multi-Homing？探讨网络通信高可用性的新选择

随着人工智能、大语言模型、AI学习等热点应用程序的不断涌现，对网络通信的可靠性、性能和灵活性提出了更高的要求。在这个背景下，EVPN Multi-homing技术备受关注，因为它可以提供更高效、更可靠的网络通信解决方案，满足这些热点应用程序的要求。

EVPN Multi-Homing是指在使用以太网VPN（Ethernet VPN，EVPN）技术构建的数据中心网络中，使用多个物理链路和IP地址来实现冗余和负载均衡的技术。在EVPN Multi-Homing中，每个用户可以使用多个物理链路来与数据中心网络进行连接，这些链路可以来自不同的交换机。当一个链路或设备发生故障时，可以自动切换到备用链路或设备，保证数据中心网络的可用性。也可以通过负载均衡的方式，将网络流量分配到多个链路或地址中，提高网络性能和效率。

从堆叠到MC-LAG再到Multi-Homing，网络高可用性演进之路

在网络通信发展的早期，服务器和其他网络设备通常会直接连接到单个接入交换机。然而，如果该交换机或端口发生故障，将导致设备无法连接到网络，从而影响业务。此外，如果该链路或端口的性能达到极限，将无法处理更多的流量，这会导致网络性能下降。为了提高网络的可靠性和可用性，出现了堆叠，即将多个网络设备堆叠在一起，一台服务器或其他网络设备可以连接到多台堆叠设备。堆叠设备能够通过单一的管理平面进行管理和控制，从而增强了网络容量和可扩展性，并简化了网络部署和管理。然而，堆叠设备的控制平面是单一的，因此如果出现故障，可能会影响整个堆叠系统，扩散到连接的所有设备。此外，升级和替换可能会对业务产生影响，因此在容错性和灵活性方面具有一定的局限性。

图1：堆叠方案

为了满足用户网络对灵活性以及更高可靠性的需求，堆叠逐渐被MC-LAG所取代。

MC-LAG同样支持一台服务器或其他网络设备连接到两台MC-LAG设备。区别于堆叠，MC-LAG在提供统一转发面的同时控制面板是独立的，因此，能够轻松地添加或删除物理连接，与堆叠相比，它具备了更高的可靠性以及灵活性，能够更好地满足用户需求。

图2：MC-LAG方案

但是随着业务的不断发展，用户对网络需求不断增加，在VXLAN 网络Overlay场景中，MC-LAG不足也逐渐出现：

• ✘ MC-LAG设备之间需要互联链路来占用端口，这导致了端口/链路资源的浪费。同时，这种互联链路的存在也增加了网络的复杂性，使得网络管理和维护变得更加困难。
• ✘ 在一些应用场景中，需要保证两台以上的Leaf设备的冗余性。然而，MC-LAG双归接入可靠性方案只支持双归，无法满足多归的需求，因此其可扩展性存在一定的局限性，无法满足这些应用场景的需要。
• ✘ MC-LAG协议没有统一标准，不同厂商设备之间可能存在实现差异，可能会导致不同设备之间无法互相兼容，从而限制了网络的可扩展性和互操作性。

相较于MC-LAG双归接入可靠性方案，EVPN Multi-Homing是一种按照RFC标准定义的VXLAN网关多归方案。

它通过多台VTEP组成冗余备份组来实现对VTEP单点故障的容错和流量负载分担。与MC-LAG方案相比，EVPN Multi-Homing不仅可以更好地解决MC-LAG方案在可扩展性和流量负载均衡方面的局限性，还能够提高VXLAN接入侧的可靠性。

因此，在需要高可靠性和高可扩展性的场景下，EVPN Multi-Homing可能是更为优秀的选择。

EVPN Multi-Homing的特点：

• 无需在TOR交换机之间建立Peer link链路或交换机间链路，这是因为EVPN Multi-Homing方案可以通过多台VTEP组成冗余备份组来实现对TOR交换机的冗余支持，从而避免了在TOR交换机之间建立额外的链路所带来的复杂性和成本。
• 允许两个以上TOR交换机成为一个冗余组，从而可以更好地适应不同规模和复杂度的网络环境。同时，通过EVPN Multi-Homing方案的流量负载分担机制，可以实现更加均衡的网络流量分配，提高网络的性能和稳定性。
• 允许多供应商互操作性，EVPN Multi-Homing是按照RFC标准定义的一种VXLAN网关多归方案，具有良好的标准化程度和兼容性。用户可以在不同厂商之间自由选择，并且不需要担心不同厂商设备之间的兼容性问题，从而在降低部署和维护成本。

星融元Multi-Homing方案

EVPN Multi-Homing设计思路

• 配置多个物理VM和物理链路：在物理网络中配置多个物理VM和物理链路，每个物理VM都连接到不同的物理链路上。
• 配置VXLAN隧道和VLAN：在物理网络中配置VXLAN隧道和VLAN，将不同的虚拟机隔离开来。每个虚拟机都分配一个独立的VLAN和IP地址，可以在隧道中传输自己的数据和服务，并保证虚拟机之间的隔离性和安全性。
• 配置BGP EVPN协议：在物理网络中配置BGP EVPN协议，将每个虚拟机的MAC地址和IP地址信息作为一个独立的BGP EVPN路由广播出去。每个物理VM都会学习到虚拟机的路由信息，并将其用于网络的转发和路由。
• 监测链路故障：EVPN Multi-Homing会定期监测每个物理链路的状态，一旦某个链路故障，即可进行链路/设备切换。
• 自动更新路由信息：当虚拟机迁移到其他物理VM上时，EVPN Multi-Homing会自动更新虚拟机的MAC地址和IP地址信息，并将其作为一个新的BGP EVPN路由广播到所有物理链路上。这可以保证网络设备自动更新路由表和ARP表，实现虚拟机的自动故障转移。

EVPN Multi-Homing方案介绍

星融元 EVPN Multi-Homing方案，采用Spine-Leaf弹性易扩展架构，通过BGP EVPN、VXLAN等技术，将云中租户的虚拟网络和分布式网络功能网关被从计算空间中卸载出来，直接承载在CX-N交换机之上，让这部分被释放的VM计算力可以用于创建/承载更多业务的虚拟计算节点，从而提高CPU计算力的使用效率。

区别于MC-LAG方案，EVPN Multi-Homing使用EVPN消息与宿主机进行通信，利用主机连接信息动态建立与VM的关系，从而提供多归VM冗余支持。并且，冗余设备之间无需互连线，节省了端口和线缆的同时简化了网络结构。

此外，EVPN底层采用了开放标准协议BGP实现冗余，这意味着任何遵循RFC规范实现EVPN Multi-Homing的供应商都可以成为以太网段的一部分，提高了网络的互通性和灵活性。

图3：多归接入

方案价值

EVPN Multi-Homing技术在网络架构设计中可以提高网络可靠性和容错能力、优化网络负载均衡、简化网络设计和管理、支持业务的高可用性和可用性SLA、以及支持虚拟化和云计算等方面作用：

提高网络可靠性和容错能力

EVPN Multi-Homing技术可以实现网络的多路径备份，从而提高网络的可靠性和容错能力。在网络出现故障或者链路故障时，EVPN Multi-Homing技术可以迅速切换到备用路径，保证网络的正常运行。

优化网络负载均衡

EVPN Multi-Homing技术可以实现流量的负载均衡，将流量均匀地分布到多个路径上，避免单一路径负载过重，从而提高网络的性能和吞吐量。

简化网络设计和管理

EVPN Multi-Homing技术可以简化网络架构和管理，冗余设备之间无需多余的端口和链路，可以简化架构，降低网络的成本和维护难度。

支持业务的高可用性和可用性SLA

EVPN Multi-Homing技术可以提供更高的业务可用性和可用性SLA，确保关键应用的高可用性，从而保证业务的平稳运行。

支持虚拟化和云计算

EVPN Multi-Homing技术可以支持虚拟化和云计算环境下的网络架构，可以提供虚拟机的多路径备份和负载均衡，保证虚拟机的高可用性和性能。

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