数据中心网络必须要面对的问题绿色数据中心

2012-09-25    来源:机房360    编辑:陆琬
随着企业数据中心内部虚拟化技术的普及和相关应用的广泛应用,底层的数据中心基础架构正悄然发生着变化,虚拟化技术带动着数据中心网络基础架构的演进;同时面对汹涌的云计算网
随着企业数据中心内部虚拟化技术的普及和相关应用的广泛应用,底层的数据中心基础架构正悄然发生着变化,虚拟化技术带动着数据中心网络基础架构的演进;同时面对汹涌的云计算网络大潮,数据中心网络架构的变革已经是势不可挡的趋势。众多的网络设备供应商,在追逐产品性能、可靠性、绿色节能等参数指标的同时,更加大了对标准、概念等话语权的争夺。
  
  网络作为云计算架构即服务(IaaS)的硬支撑平台,无论是云服务的构建,备份和推送都离不开网络,网络的效率、稳定可靠、可拓展性、容量和成本效益都直接影响到企业向云计算过度的效果,企业需要进行一系列决策过程。但在实现之初,企业需要探究清楚有哪些问题是不得不面对的,什么样的架构理念更适合自身的IT基础架构的发展,从而实现云计算数据中心网络的从容就绪。
  
  目前针对云就绪网络,各家网络设备供应商都提出了自己的云计算网络架构理念和产品解决方案。他们的侧重和技术路线都各有所长,但在很多关键的技术领域都基本达成了共识,以帮助企业在完成向云就绪网络中,解决网络层面的关键问题。比如:计算、存储、网络的融合,大二层无阻塞网络的组建,虚拟机流量的接入与控制,自动化的管理等。所以在了解各家厂商之言前,不妨让我们首先搞清楚数据中心网络不得不面对的问题。
  
  那么数据中心网络要具备支撑云计算最佳实践的能力,就需要解决计算、存储、数据网络融合,数据中心内部东西向(横向)流量的承载以及虚拟机流量的接入与控制等问题。这三个方面是数据中心网络迈进云计算过程中,业界已经基本达成了的共识,虽然在一些技术标准确定,以及产品的大规模商用方面还存在许多争议,但这并不影响厂商通过开放或私有的技术标准来实现和解决这些问题。
  
  先来看看网络与存储的融合,传统的数据中心中存在三张网,数据中心的前端访问接口通常采用以太网进行互联而成,构成了一张高速运转的数据网络,数据中心后端的存储更多的是采用NAS、FCSAN,服务器的并行计算则大多采用Infiniband和以太网,多张网络的并存提高了建设和运行管理的成本,为了适应云计算成本的需要,网络的三网融合就成为了必然趋势。在数据中心网络融合方面相关的技术标准,厂商也业界也基本达成了共识,比如确定的40G/100G技术标准,FCoE以太网光纤通道协议和DCB数据中心桥接(DataCenterBridging),虽然这些重要的网络融合标准和协议已经被广泛的使用在现有的产品中,但产品的成熟和大规模商用,市场还要等待一段时间。
  
  在数据中心内部横向流量的承载方面。数据中心网络中原有三层:核心层,汇聚层和接入层,万兆及以上的以太网交换机有较高的无阻塞吞吐量,允许用户把服务器机架和柜顶式交换机直接连接到核心网络,从而不再需要汇聚层。再者在云计算数据中心中,出于虚拟机热迁移的需求,如果汇聚层仍然采用二层网络组网,二层网络的规模将大大增加,原有的STP生成树协议将造成网络链路的大量浪费,这就是为什么传统的三层网络一直运行良好,但在今天面临服务器整合、虚拟机时则显得有些过时的原因。根据这样的需求,主流的网络设备厂商都提出了针对大规模二层组网的方案。两大标准组织IETF和IEEE分别提出了TRILL和SPB标准技术,主流的网络厂商,也根据自身技术的发展路线加入了不同的阵营,以推动相关标准的制定和商业化进程。而它们的总体思路相近,即通过对IS-IS协议的拓展,在二层转发中进入路由技术,实现对网络链路的有效利用,以简化网络,支持虚拟机的移动性,降低运营成本。目前大二层网络技术标准的博弈逐渐明朗,业界已经对通过TRILL标准实现大二层组网逐渐达成了共识。
  
  最后,我们一起看看虚拟机流量的接入与控制的问题。由于虚拟机的引入,虚拟机间流量的交换深入到了网卡内部进行,使得原来服务器与网络设备之间清晰的网络界限被打破,于是在数据中心的服务器的网络接入层出现了新的虚拟网络桥接层,通过软件的VSwitch实现。虽然实现简单,但其占用CPU资源导致了一系列的问题;此外也可以借助SR-IOV特性的网络来实现硬件的虚拟网络桥接,CPU开销得到了改善,但虚拟机的流量管理等问题仍然存在。于是争论又来了,针对虚拟网络交换出现出现了众多的技术体系,有的目前仍然在不断的进化过程中,但有的已经被叫停,它们包括802.1Qbg,802.1Qbh,802.1BR和思科VN-Tag。目前802.1Qbg标准已经获得了主流厂商的支持,并可提供基于草案标准的解决方案,802.1Qbh目前已被叫停,802.1BR出于起步阶段,思科VN-Tag是其私有的技术标准。
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