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源自Azure的Azure stack作為一款業界唯一的和領先的公有云平臺一致的混合云平臺，能夠幫助企業客戶從自有數據中心交付Azure云服務。它作為微軟混合云戰略中的重頭戲，官方宣稱其將在今年年中GA了。上海儀電集團高度重視這一產品，同時成立了一個專門的團隊來跟蹤最新的Azure Stack技術動態并積極推動Azure Stack在中國落地。在今后一段時間內容，我們將在過去一年間追蹤Azure Stack的技術內容匯總為Azure Stack技術深入淺出系列文章分享給對微軟混合云產品感興趣的相關人員。
本篇文章作為Azure Stack技術深入淺出系列的第一篇，將描述我們目前在構建基于Azure Stack混合云業務解決方案方面所面臨的網絡連通困難，以及相關技術人員為解決這一問題所做出的努力及技術探索。
Express Route（ER）： Azure Expre***oute 可讓你通過連接服務提供商（這里是上海電信）擴展到 Azure 云。使用 ER 可與Azure云服務建立連接。ER 連接不通過公共Internet 。與通過 Internet 的典型連接相比，Expre***oute連接提供更高的可靠性、更快的速度、更低的延遲和更高的安全性。
詳細的ER的介紹可以參考微軟官網文檔
S2S ×××： 是一種站點到站點通過×××技術互聯的azure 服務。詳細介紹可以參考 微軟官網文檔](https://www.azure.cn/documentation/articles/***-gateway-howto-site-to-site-resource-manager-portal/
也可參考前面寫過一篇關于ER的博文
可以將站點到站點 ××× 連接配置為 Expre***oute 的備份。這僅適用于鏈接到 Azure 專用對等路徑的虛擬網絡。對于可通過 Azure 公共線路訪問的服務，沒有基于 ××× 的故障轉移解決方案。Expre***oute 線路始終是主鏈接。僅當 Expre***oute 線路失敗時，數據才會流經站點到站點 ××× 路徑,參見下圖。
可以對網絡進行配置，使得部分站點通過站點到站點 ××× 直接連接到 Azure，部分站點通過 Expre***oute 進行連接。參見下圖。
公司的ER+S2S ×××混合云實驗環境打通了公司的Azure公有云訂閱和位于紫竹微軟的私有云環境，詳細的架構圖及網絡規劃如下圖。（這里非常感謝微軟ER團隊的支持）
Azure公有云和私有云環境通過Expre***oute和站點到站點 ×××方式連通，這種連通方式可以將站點到站點 ××× 配置為 Exre***oute 的安全故障轉移路徑，實現高可用。或者使用站點到站點 ××× 連接到不是通過 Expre***oute 進行連接的站點，承載一些對網絡延時不敏感的流量。
Azure Expre***oute 可讓你通過連接服務提供商所提供的專用連接，將本地網絡擴展到 Azure 云。使用 Expre***oute 可與 Azure云服務建立連接。
Expre***oute 連接不通過公共 Internet 。與通過 Internet 的典型連接相比，Expre***oute 連接提供更高的可靠性、更快的速度、更低的延遲和更高的安全性。Expre***oute的架構參見下圖。
Expre***oute的優勢如下：
通過連接服務提供商在本地網絡與 Azure 云之間建立第 3 層連接。可以通過點到點以太網，或通過以太網交換經由虛擬交叉連接來建立這種連接。
跨地緣政治區域中的所有區域連接到 Azure 云服務。
通過 Expre***oute 高級版附加組件從全球連接到所有區域的 Azure 服務。
通過行業標準協議 (BGP) 在你的網絡與 Azure 之間進行動態路由。
在每個對等位置提供內置冗余以提高可靠性。
連接運行時間SLA。
測試用混合云環境依托上海電信的兩條點到點物理線路，將位于南匯的Azure公有云數據中心和位于紫竹的微軟lab環境做二層打通。在兩條物理線路上運行Azure Expre***oute服務，實現公有云和私有云的連通。詳細的網絡拓撲圖如下。
Expre***oute費用分為兩部分，電信運營商的費用和Azure Expre***oute服務的費用。
這一塊方案都是開兩條線路，兩臺交換機分別做接入，帶寬為兩條線路的帶寬之和，這樣兩條線路相互做備份，實現高可用。
詳細價格可以咨詢上海電信ER業務專員。
服務費用分為兩種計費方式，按照帶寬計費和按照流量計費（流量只計算從公有云下載數據的流量，建議如果下載量不大的情況下，采用按流量計費的方式）。
按照帶寬計費
按照傳出的數據流量計費
詳細Azure Expre***oute服務的計費細節參見azure 官網的價格表：https://www.azure.cn/pricing/details/expre***oute/
下面的步驟說明了預配端到端 Expre***oute 線路所要執行的任務。
使用 PowerShell 配置 Expre***oute 線路。詳見Powershell腳本“ER-Webinar-Script”。
從服務提供商訂購連接（中國電信）。此過程根據情況而有所不同。有關如何訂購連接的詳細信息，請聯系你的連接服務提供商。
通過 PowerShell 驗證 Expre***oute 線路預配狀態，以確保線路預配成功。詳見Powershell腳本“ER-Webinar-Script”。
配置路由域。連接服務提供商管理第 3 層，他們將為你的線路配置路由。
啟用 Azure 專用對等互連 - 只有啟用此對等互連才能連接到部署在虛擬網絡中的 VM/云服務。
啟用 Azure 公共對等互連 - 如果你想要連接到托管在公共 IP 地址上的 Azure 服務，則必須啟用 Azure 公共對等互連。如果你已選擇為 Azure 專用對等互連啟用默認路由并想要訪問 Azure 資源，則必須執行上述操作。
將虛擬網絡鏈接到 Expre***oute 線路 - 可以將虛擬網絡鏈接到 Expre***oute 線路。請按照說明將 VNet 鏈接到你的線路。這些 VNet 可以位于 Expre***oute 線路所在的同一 Azure 訂閱中，也可以位于不同的訂閱中。
詳細的配置請參見Expre***oute的Powershell腳本“ER-Webinar-Script”。
詳細的配置方法詳見官網文檔.
下圖是從本機（研究院內網的一臺PC）ping到研究院內網的wiki服務器，看圖延時基本在10ms以內，有一定的抖動。
2.下圖是從本機（研究院內網的一臺PC）ping到宜山機房的一臺服務器，研究院內網和宜山路機房通過一條100M的專線相連接，看圖延時基本在10-30ms左右，抖動較大。
3.下圖是從本機（公司內網的一臺PC）ping到寶山機房的一臺服務器的外網地址，公司內網和寶山機房只能通過外網（WAN）訪問，看圖延時基本在10-30ms左右，抖動較大。圖2是從本機（公司內網的一臺PC）ping到百度服務器，延時基本在30ms左右。
4.最后是從我們Azure共有云的一臺電腦到微軟私有云環境的網關地址，兩者通過Azure的Expre***oute相連，可以發現每個包的反饋時間非常穩定在4ms左右，通過對比，通過Azure Expre***oute的混合云方案基本和純內網環境的網絡延時相當。
實驗結論：通過Azure Expre***oute相連的網絡延時非常小，網絡抖動也很小，網絡的QOS做的非常好，甚至優于我們研究院的內網環境。
| Azure公有云賬號 | → | 微軟測試機器 |
|---|---|---|
| 外網地址：42.159.*.136 | → | 外網地址：183.195.*.76 |
| 內網地址：10.0.1.7 | → | 內網地址：192.168.12.10 |
從Azure共有云賬戶里的虛機里通過ftp傳文件到微軟測試機器中的傳輸速度如下：
| 被測文件 | 時間 |
|---|---|
| 205.16MB | 2分鐘46秒（1.23MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘46秒（1.23MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘46秒（1.23MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘47秒（1.23MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘52秒（1.2MB/s） |
| 1.2GB | 16分鐘39秒（1.23MB/s） |
從微軟測試機器里通過ftp傳文件到Azure共有云賬戶里的虛機中的傳輸速度如下
| 被測文件 | 時間 |
|---|---|
| 205.16MB | 2分鐘46秒（1.23MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘52秒（1.2MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘47秒（1.23MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘47秒（1.23MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘52秒（1.2MB/s） |
| 1.2GB | 16分鐘46秒（1.22MB/s） |
對比S2S ×××傳輸速度：
| 被測文件 | 時間 |
|---|---|
| 205.16MB | 2分鐘9秒（1.59MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘16秒（1.51MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘13秒（1.54MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘10秒（1.58MB/s） |
| 205.16MB | 5分鐘14秒（0.65MB/s） |
| 205.16MB | 2分鐘7秒（1.62MB/s） |
| 1.96GB | 37分50秒（903.6KB/S） |
| 1.2GB | 13分鐘9秒（1.56MB/s） |
測試結論：
ER的物理線路的帶寬為10M，測試下來FTP傳輸數據的速度基本在1.2M/s這個級別，帶寬穩定有保障，而S2S ×××更多的需要看當前網絡環境的情況，在測試過程中還出現了多次FTP傳輸斷掉。
通過實驗我們發現ER線路的帶寬決定于物理線路的帶寬，由于是專線，網絡帶寬穩定，延時也非常小。而S2S×××的方案更多的取決于當前網路狀況，由于路由到公網，導致網絡帶寬、延時沒有辦法保證。
結合兩種連通方案的特點，將站點到站點×××做為Expre***oute的故障轉移路徑是一個非常好的配置方案。
很快，Azure Stack就要發布，相信屆時會有很多的Azure Stack的使用者需要一個可靠的聯通方案來支撐他們的混合云業務。從上文中的對比測試中可以發現，Expre***oute作為一種保證網絡帶寬和運行時間的可靠聯通方式，能很好的保證您本地數據中心和Azure公有云的訪問和數據傳輸。同時，Azure 和 Azure Stack提供和各種各樣的×××接入方式，如上文中提到的site2site ×××可以實現數據中心和Azure云平臺的網絡連接，point2site ×××可以解決移動辦公人員的網絡接入問題，vnet2vnet可以實現混合云數據中心內的虛擬網絡的網絡聯通。
通過ER這種可靠的網絡聯通方式和多種多樣的×××接入方式，來構建一個靈活可靠的混合云環境，快速靈活高效的實現我們的業務場景。
如果你對Azure Stack 深入淺出系列文章感興趣，請及時關注我們的相關后續文章。在下篇文章中，Azure Stack產品經理將跟你分享Azure Stack在私有云領域將如何體現競爭力，適合什么樣的業務場景，尤其將會在功能和業務方向上與國內火熱的OpenStack系做一個深入的比較，敬請期待。
作者：韓煒（郵箱）
如果對文章內容感興趣請聯系：
儀電（集團）有限公司Azure Stack技術支持團隊( gaoc@rc.inesa.com / niuhx@rc.inesa.com)
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