云計算時代或成拯救數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的最佳時機

　　在PC機時代，計算關注的是個體。當互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)并日趨成熟的時候，計算關注的是基于互聯(lián)網(wǎng)的“大數(shù)據(jù)”和“大群體”的計算，即云計算。所以，網(wǎng)絡技術是云計算的基礎，云計算對互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡技術也提出了新的要求。云計算的計算模型改變了互聯(lián)網(wǎng)，使其由鏈狀拓撲變?yōu)榱藢哟涡偷臉錉罱Y構，而這種樹狀的根節(jié)點就是數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心就是巨大的計算資源池，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡需要滿足虛擬資源池調(diào)度運算的需求?；趥鹘y(tǒng)的以太網(wǎng)技術，出現(xiàn)了以大二層網(wǎng)絡技術為代表的新型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡技術，對傳統(tǒng)的二層網(wǎng)絡中的轉發(fā)技術提出了一系列挑戰(zhàn)。

　　STP FREE路由交換機的出現(xiàn)，TRILL、L2MP、SPB等技術的出現(xiàn)，解決了過去STP樹狀環(huán)路阻斷的問題，代之以優(yōu)化路徑，實現(xiàn)多條路徑的并行流量分擔。這些協(xié)議充分利用數(shù)據(jù)中心的鏈路，對大容量的計算集群產(chǎn)生的網(wǎng)絡流量進行負載均衡。

　　服務器虛擬化技術的出現(xiàn)，將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡和服務器及其網(wǎng)卡的邊界打破，一條網(wǎng)線對應的不再是一條鏈路，而是多條邏輯鏈路；一個網(wǎng)卡對應的不再是單一的操作系統(tǒng)，而是虛擬化成多個網(wǎng)卡，對應是多個操作系統(tǒng)，這使得網(wǎng)絡必須適應這種變化。同時網(wǎng)絡的策略需要深入到虛擬機上，對虛擬機之間的通訊加以保障，因此一些新型的網(wǎng)絡技術產(chǎn)生了，如虛擬交換機，一種軟件模式的交換機。

　　目前，網(wǎng)絡、存儲、計算是三足鼎立，各自為政，導致服務器上的接口板卡眾多（網(wǎng)卡、FC卡、InfiniBand卡等），網(wǎng)線類型眾多（cable、光纖、并行總線等），管理接口眾多（網(wǎng)絡管理員，存儲管理員，應用管理員，收費管理員等），開發(fā)應用時需要考慮的接口眾多（網(wǎng)絡接口，存儲接口，應用接口等）。這使得數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的管理成本非常高，數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性對應商業(yè)模型的柔韌性非常差，開發(fā)周期非常長。所以，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡需要在云計算時代實現(xiàn)融合計算。

　　FCoE技術、InfiniBand over Ethernet等都要實現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中承載存儲數(shù)據(jù)，就需要數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡傳輸過程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)無丟失， CEE（Converged Enhanced Ethernet）技術應運而生。CEE網(wǎng)絡是IEEE組織正在定義的一種新型以太網(wǎng)傳輸轉發(fā)技術，它確保數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)的轉發(fā)中盡量減少沖突和擁塞，防止數(shù)據(jù)丟失。相應的一系列協(xié)議也被提出來，如IEEE802.1Qau、IEEE802.1Qaz、IEEE802.1Qbb等，這些協(xié)議和標準確保FC網(wǎng)絡能夠不丟包地實現(xiàn)在以太網(wǎng)上。

　　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡在云計算網(wǎng)絡中是一個大二層網(wǎng)絡，呈分布式，因此需要相應的技術解決虛擬機跨互聯(lián)網(wǎng)的遷移等問題，從而出現(xiàn)了諸如H3C EVI（Ethernet Virtual Interconnect）、Cisco OTV等技術。這些技術要實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心之間的大二層網(wǎng)絡可以跨越互聯(lián)網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)無邊界的共享。這樣，即使是在企業(yè)的私有云中，若員工出差或到其他分公司，也能夠保證其工作環(huán)境可以無間斷地進行。

　　在公有云中存在許多多租戶網(wǎng)絡。在多租戶網(wǎng)絡中，租戶之間的數(shù)據(jù)與應用必須隔離，并按照服務策略進行共享，但又共存于同一個數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡，所以，建設多租戶網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)中心，是進行云計算網(wǎng)絡部署需要著重考慮的問題，目前是研究的熱門課題。

　　云計算數(shù)據(jù)中心必須是策略化的驅動網(wǎng)絡，即隨著資源的動態(tài)調(diào)度、網(wǎng)絡的配置和部署也快速響應，形成聯(lián)動，滿足云計算的柔性化資源部署需求。虛擬化網(wǎng)絡技術由此出現(xiàn)，如OpenFlow技術是一種策略驅動的網(wǎng)絡，它定義了一種基于流的策略轉發(fā)的協(xié)議和機制，將網(wǎng)絡轉發(fā)平面和控制平面完全分離，轉發(fā)基于策略流進行，而不是基于二層的轉發(fā)表和三層的路由表，這樣網(wǎng)絡流量的調(diào)度完全基于控制平面的策略部署，在流策略下發(fā)到轉發(fā)平面后，網(wǎng)絡的流量就按照策略在虛擬的網(wǎng)絡鏈路中進行。

　　云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡對網(wǎng)絡的服務質(zhì)量的要求更加嚴格和細致。比如在虛擬桌面應用中的網(wǎng)絡帶寬有視頻流、音頻流、存儲數(shù)據(jù)流和各種桌面應用的數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)流占用帶寬高，而且具有壓縮性，同時對時延的要求非常高，任何網(wǎng)絡流量的波動對虛擬桌面網(wǎng)絡的影響都是很大的，可以說是蝴蝶效應。所以，必須對核心交換機及其數(shù)據(jù)中心交換機的轉發(fā)質(zhì)量進行嚴格測試和優(yōu)化，從而滿足云計算各種解決方案的要求。

　　云計算時代對安全有了新的定義和詮釋。數(shù)據(jù)中心是扁平化的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡流量不僅是從南到北（即從接入層到匯聚層），更多地是從東向西（即在接入層之間傳遞），因此，要考慮多種場景所面臨的風險，如公有云和私有云交互安全，混合云的鏈路安全，在云計算的流量監(jiān)控、云用戶的鑒權、云會話的監(jiān)控過程中的安全，以及對各種惡意流量的阻止等。

　　云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的配置必須實現(xiàn)自動化，伴隨著數(shù)據(jù)中心計算資源的整個生命周期，通過一系列協(xié)議自動的對網(wǎng)絡進行配置部署。比如數(shù)據(jù)中心的虛擬機的動態(tài)地生命周期管理，要求能夠對虛擬機的網(wǎng)絡節(jié)點快速部署（包括各種策略）。如HP 提出的IEEE802.1Qbg，該協(xié)議提出虛擬機和虛擬交換機之間接口VSI的port profile，可以隨著VM的生成即時下發(fā)過去。

　　數(shù)據(jù)中心的資源是可擴展、分布式存在的，與之對應是形成網(wǎng)絡的虛擬化集群網(wǎng)絡，即在數(shù)據(jù)中心中，接入層和匯聚層交換機聚合在一起，形成網(wǎng)絡集群，這樣匯聚層和接入層的流量走向變成了內(nèi)部之間的協(xié)調(diào)，減少了STP協(xié)議及其他協(xié)議的開銷，任何一臺設備宕機，網(wǎng)絡鏈路會快速調(diào)整，增強了網(wǎng)絡的健壯性和可靠性。網(wǎng)絡的接入層設備或匯聚層設備作為網(wǎng)絡節(jié)點可以動態(tài)地申請增加或離開，這對數(shù)據(jù)中心節(jié)約電能、提高網(wǎng)絡的擴展性具有重要意義。H3C提供這種網(wǎng)絡矩陣的解決方案，即縱向IRF技術，通過這種技術形成可擴展的虛擬化網(wǎng)絡資源池，可以很好地適應云計算網(wǎng)絡的部署。

來源：賽迪網(wǎng)

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