直面云計算挑戰(zhàn) 數據中心網絡何去何從

　　在PC機時代，計算關注的是個體。當互聯網出現并日趨成熟的時候，計算關注的是基于互聯網的“大數據”和“大群體”的計算，即云計算。所以，網絡技 術是云計算的基礎，云計算對互聯網和網絡技術也提出了新的要求。云計算的計算模型改變了互聯網，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) 點就是數據中心。數據中心就是巨大的計算資源池，數據中心的網絡需要滿足虛擬資源池調度運算的需求?；趥鹘y(tǒng)的以太網技術，出現了以大二層網絡技術為代表 的新型數據中心網絡技術，對傳統(tǒng)的二層網絡中的轉發(fā)技術提出了一系列挑戰(zhàn)。

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

　　服務器虛擬化技術的出現，將傳統(tǒng)的網絡和服務器及其網卡的邊界打破，一條網線對應的不再是一條鏈路，而是多條邏輯鏈路;一個網卡對應的不再是單一的 操作系統(tǒng)，而是虛擬化成多個網卡，對應是多個操作系統(tǒng)，這使得網絡必須適應這種變化。同時網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 此一些新型的網絡技術產生了，如虛擬交換機，一種軟件模式的交換機。

　　目前，網絡、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卡、FC卡、InfiniBand卡等，網線類型眾多 cable、光纖、并行總線等，管理接口眾多網絡管理員，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絡接口，存儲 接口，應用接口等。這使得數據中心網絡的管理成本非常高，數據中心的穩(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，數據中心網絡需要在云計 算時代實現融合計算。

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

　　數據中心網絡在云計算網絡中是一個大二層網絡，呈分布式，因此需要相應的技術解決虛擬機跨互聯網的遷移等問題，從而出現了諸如H3C EVIEthernet Virtual Interconnect、Cisco OTV等技術。這些技術要實現了數據中心之間的大二層網絡可以跨越互聯網，以及數據無邊界的共享。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絡。在多租戶網絡中，租戶之間的數據與應用必須隔離，并按照服務策略進行共享，但又共存于同一個數據中心網絡，所以，建設多租戶網絡的數據中心，是進行云計算網絡部署需要著重考慮的問題，目前是研究的熱門課題。

　　云計算數據中心必須是策略化的驅動網絡，即隨著資源的動態(tài)調度、網絡的配置和部署也快速響應，形成聯動，滿足云計算的柔性化資源部署需求。虛擬化網 絡技術由此出現，如OpenFlow技術是一種策略驅動的網絡，它定義了一種基于流的策略轉發(fā)的協議和機制，將網絡轉發(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，這樣網絡流量的調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，網絡的流量就按照策略在 虛擬的網絡鏈路中進行。

　　云計算的數據中心網絡對網絡的服務質量的要求更加嚴格和細致。比如在虛擬桌面應用中的網絡帶寬有視頻流、音頻流、存儲數據流和各種桌面應用的數據 流。這些數據流占用帶寬高，而且具有壓縮性，同時對時延的要求非常高，任何網絡流量的波動對虛擬桌面網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據中心交換機的轉發(fā)質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。數據中心是扁平化的網絡，網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。

　　云計算數據中心網絡的配置必須實現自動化，伴隨著數據中心計算資源的整個生命周期，通過一系列協議自動的對網絡進行配置部署。比如數據中心的虛擬機 的動態(tài)地生命周期管理，要求能夠對虛擬機的網絡節(jié)點快速部署包括各種策略。如HP 提出的IEEE802.1Qbg，該協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。

　　數據中心的資源是可擴展、分布式存在的，與之對應是形成網絡的虛擬化集群網絡，即在數據中心中，接入層和匯聚層交換機聚合在一起，形成網絡集群，這 樣匯聚層和接入層的流量走向變成了內部之間的協調，減少了STP協議及其他協議的開銷，任何一臺設備宕機，網絡鏈路會快速調整，增強了網絡的健壯性和可靠 性。網絡的接入層設備或匯聚層設備作為網絡節(jié)點可以動態(tài)地申請增加或離開，這對數據中心節(jié)約電能、提高網絡的擴展性具有重要意義。H3C提供這種網絡矩陣 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絡資源池，可以很好地適應云計算網絡的部署。

來源：比特網

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