近年來,云計算這個詞在業界越來越火熱,從公有云到私有云各家廠家都紛紛在為云領域努力著。云計算已經被視為科技業的下一次革命,它將帶來工作方式和商業模式的根本性改變。然而云是高高在上的,要讓云計算真正跑起來,數據中心就成了云計算的著力點。只有在數據中心,云計算才能發揮出其優越的技術性能。但是傳統數據中心無法承載如此先進的軟件計算技術,尤其是網絡資源,云計算技術的精髓都是分布式計算,云計算能否發揮出應有的效能,要完全依仗數據中心的網絡。傳統的數據中心網絡技術已經無法滿足云計算的需要,因而出現了一系列數據中心網絡新技術,為云計算的應用提供了網絡保障。下面就來詳細說一說其中幾種典型的為云計算而生的網絡技術。
VXLAN
VXLAN全稱Virtual Extensible LAN,是一種覆蓋網絡技術或隧道技術。VXLAN將虛擬機發出的數據包封裝在UDP中,并使用物理網絡的IP/MAC作為外部報文頭進行封裝,然后在物理IP網上傳輸,到達目的地后由隧道終結點解封并將數據發送給目標虛擬機。VXLAN技術本身主要是為了解決VLAN數量不足的問題,IP標準中用12 BIT定義了VLAN ID,總數是4094個,這個數量的VLAN遠不能滿足大規模云計算數據中心的需求。當然VXLAN也可以解決傳統二層環路協議STP端口和網絡鏈路的浪費,并可以解決接入交換機MAC地址容量不足的問題。VXLAN很好地解決了云計算在數據中心部署時面臨的網絡問題,這個協議就是為云而生的,不過在原有報文的基礎上加了外層報文頭,每個數據包要多傳輸一些數據,增加了網絡傳輸的負擔,但是和滿足云計算相比,這點倒是微不足道的。
OTV
OTV全稱Overlay Transport Virtualization,也是一種隧道技術。其通過隧道技術穿越三層網絡實現二層網絡的互通,是一種二層擴展技術。具體實現上就是在原有三層報文的基礎上再增加一個二層報文頭,讓跨三層的網絡設備之間完成二層轉發。這種技術是由思科公司提出來的,完全為了解決物理鏈路種類的限制。比如非常典型的云計算應用,要讓處于多個數據中心里的虛擬機要任務平滑遷移,這些虛擬機之間都是二層轉發,而實際上使處于不同的數據中心里,物理上藥經過三層網絡才能可達,在這種情況下,傳統的數據中心網絡技術無法滿足,而OTV技術就可以很好地解決這類問題。
LISP
LISP全稱Locator/ Identifier Separation Protocol,即定位器/標示符分離協議,依然是隧道技術,意在滿足云計算的移動性。云計算的最大特點就是計算資源的虛擬化,單個應用程序將不再綁定在一臺服務器上,而是在多個處于不同位置的服務器上都可以運行。
當一臺虛擬化發生飄逸時,其身份在移動前后保持一致,而寄存的服務器位置卻發生了變化,然而由于IP地址的天然屬性,即代表了設備的身份又表明了其在網絡中的位置,強調的就是網絡位置,兩者在技術上無法融合,LISP的誕生就是為了解決這個問題的,其將IP地址拆分為表明位置的路由標識符和表明身份的節點標識符,路由標識符定義了設備是如何接入網絡,如何能被找到,而節點標識符則是定義了設備是誰,屬于什么組織。LISP打破了原有的位置與身份之間的紐帶。當然部署LISP會增加路由表規模,增加了網絡部署的復雜性,正因為這樣,這種協議仍處于優化協議文件階段,原型實驗產品也處于研發過程中。
不管是VXLAN、OTV還是LISP都是通過隧道技術,在原有的報文基礎上增加報文頭來完成云計算業務部署。在數據中心網絡新技術創新領域,思科還是領頭羊,除了VXLAN技術之外的OTV和LISP都是思科率先提出來的新技術,也只有思科針對兩種協議設計出了原型網絡實驗室設備,其它網絡設備紛紛效仿。在這三種技術里,VXLAN和OTV都是利用隧道傳輸數據的技術,他們都可以實現將一個VLAN橫跨多個三層網關的效果。
OTV的應用場景是數據中心互聯,因此它的控制平面可以在沒有組播的情況下工作,因為不是每個地方的運營商都會將廣域網上的組播服務開放給普通用戶使用。VXLAN突破了VLAN的數量限制,延伸了VLAN的部署范圍,當這些VLAN需要延伸到另一個數據中心的時候,可以利用OTV實現跨廣域網的VLAN擴展。VXLAN和OTV分別定位于不同的需求,兩者之間沒有沖突,也可以共同部署在同一個數據中心網絡上。LISP更強調的則是IP地址的移動性。
LISP和OTV是針對不同需求的兩種廣域網技術。VXLAN、LISP和OTV都將數據進行了封裝,它們的目的都是在不影響上層業務流程的情況下,賦予數據中心網絡更大的靈活性,三者并不矛盾,互相之間也不沖突,在一個大型兩地三中心的數據中心設計中,可能同時存在VXLAN、LISP和 OTV,以便為云計算業務提供最靈活的基礎網絡服務,下面的表1說明了三種技術在數據中心里部署的位置,三種技術歸根結底都是為了解決云計算在數據中心應用時面臨的網絡問題。
D1Net評論:
云計算的火熱給數據中心網絡帶來了新的挑戰,傳統的網絡技術早已無法滿足云計算的需要,只能變革。VXLAN、OTV、LISP雖然都是隧道技術,卻是解決云計算在數據中心面臨的不同問題,三大技術都有自己的特點,以滿足復雜多變的云計算,為云計算應用在數據中心大面積落地鋪路。