云計算將主導應用的未來(lái)這一點(diǎn)已經(jīng)成為業(yè)界的共識。在網(wǎng)絡(luò )架構方面、在網(wǎng)絡(luò )流量模型方面、在網(wǎng)絡(luò )安全方面,云計算網(wǎng)絡(luò )都和以前的傳統數據中心網(wǎng)絡(luò )有很大的改變。為適應云計算業(yè)務(wù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò )需要在性能、架構融合、安全融合等方面做出改變,最終能形成全網(wǎng)智能的帶寬調動(dòng)、安全調動(dòng),讓網(wǎng)絡(luò )隨時(shí)就緒。
一、端到端萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò )構筑高速大道
虛擬化給網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)了性能挑戰,但提升網(wǎng)絡(luò )的整體性能需要有的放矢。首先需要明確網(wǎng)絡(luò )的瓶頸究竟在哪里。根據目前大量的案例和實(shí)踐總結分析,數據中心網(wǎng)絡(luò )主要面臨兩個(gè)瓶頸:一是數據中心的核心交換設備,它作為數據中心所有業(yè)務(wù)系統之間,以及業(yè)務(wù)系統和用戶(hù)之間的交換樞紐,將會(huì )是所有流量匯集的地方,所以網(wǎng)絡(luò )核心的性能壓力最大,是可能的瓶頸所在。另一個(gè)就是安全設備,安全設備的性能往往落后于網(wǎng)絡(luò )設備一個(gè)級數,而其在企業(yè)數據中心的部署又是必不可少的防護措施,所以如何突破安全的性能瓶頸至關(guān)重要。
網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和數據中心的發(fā)展,同樣推動(dòng)了數據中心級交換機的出現,目前數據中心級的核心交換機基于CLOS的多級交換架構,使其具備了10T以上的交換容量,能夠支持高密度的萬(wàn)兆端口和未來(lái)的100GE標準,具有更好的擴展性,能夠很好的緩解數據中心網(wǎng)絡(luò )核心的交換壓力,解決核心網(wǎng)絡(luò )性能瓶頸。另一方面,雖然部門(mén)高端安全設備已經(jīng)搭建在10G平臺之上,但依然不能滿(mǎn)足對其在性能上的高要求,所以目前最好的解決方法就是將萬(wàn)兆的安全設備與網(wǎng)絡(luò )設備結合部署,通過(guò)在網(wǎng)絡(luò )設備中部署支持安全模塊實(shí)現性能累加,該方式在當前的數據中心建設中已經(jīng)逐漸成為了主流方案,不但可以解決安全設備帶來(lái)的性能瓶頸,而且可以解決安全系統部署在可靠性上和空間上遇到的種種難題。
二、網(wǎng)絡(luò )虛擬化技術(shù)為虛擬機遷移鋪平道路
當虛擬機在物理服務(wù)器之間進(jìn)行遷移,為了避免虛擬機遷移后路由的震蕩和修改網(wǎng)絡(luò )規劃,遷移只能在二層域進(jìn)行,因此數據中心需要具備一個(gè)性能更高、二層域更大的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境為遷移提供保障。在傳統的數據中心網(wǎng)絡(luò )中,都是通過(guò)STP+VRRP的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )拓撲設計,但由于STP+VRRP的設計和維護都比較復雜,這種設計在很大程度上阻礙了其二層域的擴大,隨著(zhù)服務(wù)器的數量和網(wǎng)絡(luò )設備的增多,這種網(wǎng)絡(luò )設計方式將會(huì )變得無(wú)法實(shí)施。同時(shí),虛擬機的遷移對網(wǎng)絡(luò )的可用性要求也非常高,在STP+VRRP的組網(wǎng)中,如果鏈路出現故障,其收斂時(shí)間都在秒級,增加了應用系統遷移的限制。
以上問(wèn)題可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )虛擬化技術(shù)來(lái)解決,在數據中心的應用中,網(wǎng)絡(luò )虛擬化主要是通過(guò)將多臺物理設備虛擬成一臺邏輯設備的方式,來(lái)減少設備節點(diǎn),并通過(guò)跨設備鏈路聚合技術(shù)取代傳統部署方式中的STP+VRRP協(xié)議,使網(wǎng)絡(luò )拓撲變得簡(jiǎn)潔,具備更強的擴展性,以滿(mǎn)足虛擬機遷移所需要構建的二層網(wǎng)絡(luò )環(huán)境,同時(shí),其毫秒級的故障收斂時(shí)間,為虛擬機遷移提供了更加寬松的實(shí)現環(huán)境。
三 分布式緩存應對虛擬環(huán)境下的突發(fā)流量沖擊
絕大多數應用系統的流量模型都有一定周期性(即流量波峰的出現時(shí)間),就像乘坐電梯一樣,通常都是上下班時(shí)間客流最多,其他時(shí)間電梯基本處于空閑狀態(tài)。但突發(fā)流量已經(jīng)成為了數據中心網(wǎng)絡(luò )系統面對的最棘手的問(wèn)題之一,其難點(diǎn)在于業(yè)務(wù)的變化使得無(wú)法準確評估出其出現的峰值、精確的時(shí)間。服務(wù)器和存儲等設備實(shí)現虛擬化后,多個(gè)應用的疊加產(chǎn)生的突發(fā)流量就更加難以衡量和控制。所帶來(lái)的直接影響就是造成網(wǎng)絡(luò )擁塞,嚴重的甚至會(huì )導致業(yè)務(wù)中斷。
要解決這個(gè)問(wèn)題,首先需要分析哪里會(huì )產(chǎn)生擁塞?網(wǎng)絡(luò )的擁塞只有兩種情況,一種是多個(gè)端口向一個(gè)端口發(fā)送數據的情況,另一種就是高速端口向低速端口發(fā)送數據的情況。找出擁塞節點(diǎn)并增加其帶寬,可以解決一部分問(wèn)題,但是對于數據中心中復雜的業(yè)務(wù)模型和應用的變更而言并不適用,更加實(shí)際和行之有效的方法就是利用分布式緩存技術(shù)。所謂分布式緩存技術(shù),主要是相對于傳統設備的出端口緩存技術(shù)而言的。傳統的網(wǎng)絡(luò )設備,緩存都是部署在設備的出端口,該技術(shù)可以緩解網(wǎng)絡(luò )中高速端口向低速端口發(fā)送數據時(shí)產(chǎn)生的擁塞,但是對于網(wǎng)絡(luò )中存在的多個(gè)端口向一個(gè)端口發(fā)送數據的情況卻是無(wú)能為力。分布式緩存通過(guò)對傳統的出端口緩存機制進(jìn)行改良,將端口緩存置于入端口,這樣的實(shí)現方式可以靈活的根據入端口數量來(lái)動(dòng)態(tài)的調整可用緩存的容量,可以很好的解決數據中心網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中突發(fā)流量在上述兩種情況下帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò )擁塞,提高業(yè)務(wù)連續性。
所以,在數據中心的網(wǎng)絡(luò )部署時(shí),為了應對網(wǎng)絡(luò )核心處交互式流量的過(guò)載而產(chǎn)生的擁塞,需要在網(wǎng)絡(luò )的核心位置部署分布式緩存機制的數據中心設備;在接入層可以通過(guò)縮小收斂比來(lái)減少服務(wù)器上行流量帶來(lái)的沖擊,并要求網(wǎng)絡(luò )設備具備一定的緩存能力,來(lái)緩解下行流量對接入交換機的影響。