新一代數(shù)據(jù)中心是一個高密度、大容量的網絡應用場合,對網絡的帶寬、端口密度、安全防護和管理方面都提出了嚴峻的考驗。
我們看到,云計算數(shù)據(jù)中心相比較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心對網絡的要求發(fā)生了許多變化,這主要包括Server-Server流量成為主流,而且要求二層流量為主;站點內部物理服務器和虛擬機數(shù)量增大,導致二層拓撲變大;擴容、災備和VM遷移要求數(shù)據(jù)中心多站點間大二層互通;數(shù)據(jù)中心多站點的選路問題受大二層互通影響更加復雜等。
虛擬機互聯(lián)
從目前的技術來說,IT基礎架構中服務器和存儲這兩大基本部分從性能與虛擬化特性等方面來看相對比較完善,相對來說網絡部分臨的挑戰(zhàn)更大,有可能成為云計算應用的瓶頸。H3C認為,打造一個云就緒的網絡,需要解決幾個問題:
·集群計算,需要端口支持10GE高密接入、40/100G,單機具有10000臺服務器接入能力,多機單域虛擬化,實現(xiàn)跨機整合,能夠跨域虛擬化,實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心整合,并支持安全虛擬化
·虛擬計算,通過EVB,實現(xiàn)虛擬機感知,并實現(xiàn)虛擬化安全,
·無損交換,支持CEE融合增強以太網,以及FCoE,實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心 IO 融合
·自動化管理,實現(xiàn)自動化配置和自動化調度
H3C數(shù)據(jù)中心拓展部部長王宏亮在接受ZDNet記者采訪時表示,“部署大容量網絡平臺、解決虛擬機接入問題、構建大二層的平面網絡適應資源的調整,是網絡滿足云計算基礎架構效力提升所亟需的。”
從服務器數(shù)量上看,數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)出一個明顯的發(fā)展規(guī)律:萬臺服務器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心將是發(fā)展主流。同時,隨著單臺服務器集成的計算核數(shù)量的增長,其消耗的帶寬也同步增長,而10GE網卡采的硬件加速技術是服務器的吞吐能力接近線速。
在市場上我們看到,為了解決服務器虛擬化帶來的高密度接入問題,H3C推出了新一代S5820高密萬兆全線速交換機,提供48個萬兆SFP+端口和4個40GE端口,而且每個40GE端口可方便擴展為4個萬兆端口。H3C 推出的S12500交換機支持未來40GE和100GE以太網標準,面對下一代數(shù)據(jù)中心突發(fā)流量,采用了“分布式入口緩存”技術,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)200ms緩存,滿足數(shù)據(jù)中心、高性能計算等網絡突發(fā)流量的要求。
隨著40G/100G標準的最終定稿,可以預見一場40G/100G接口的普及風暴很快就會到來。
服務器虛擬化之后如何網絡進行對接,如何在網絡層實現(xiàn)對虛擬機的管理與控制,將是云計算環(huán)境下網絡面臨的新問題。針對此問題,HP與H3C于2009年向IEEE EVB組織提交了VEPA方案。王宏亮指出,華三的VEPA使邊界變的逐漸清晰,把vswitch理解成一個網線,一進一出變成一個通道,直接通到硬件交換機上,讓vswitch的復雜度盡可能的降低。主要的交換任務還是在硬件平臺去做,基于VEPA可以讓網絡再次變得清晰起來。
大二層平面網絡互聯(lián)
隨著上層應用不斷發(fā)展,虛擬化技術、大規(guī)模集權技術廣泛應用到企業(yè)IT中,作為底層基礎架構的網絡,也進入新一輪技術革新時期。
云計算環(huán)境下,計算、存儲資源通常以資源池的方式構建。池內虛擬機遷移與集群是兩種典型的應用模型,這兩種模型均需要二層網絡的支持。隨著云計算資源池的不斷擴大,二層網絡的范圍正在逐步擴大。
王宏亮指出,“虛擬機的遷移需要構建一個平面網絡,像華三的IRF2,TRILL,思科的FabricPath,都是朝這方面做準備。”
IRF2以極大簡化網絡邏輯、整合物理節(jié)點、支撐上層應用快速變化為目標,實現(xiàn)IT網絡運行的簡捷化,改變了傳統(tǒng)網絡規(guī)劃與設計的繁冗規(guī)則。
IRF2虛擬化技術不僅可以將多臺物理設備簡化成一臺邏輯設備,而且使得網絡各層之間的多條鏈路連接也變成兩臺邏輯設備之間的直連,因此可以將多條物理鏈路進行跨設備的鏈路聚合從而變成一臺邏輯鏈路,這樣避免了由多條鏈路引起的環(huán)路問題。
王宏亮告訴記者,針對二層環(huán)路的問題,H3C采用IRF2技術將多臺網絡設備虛擬化為一臺,通過跨設備的鏈路捆綁消除網絡環(huán)路,同時將這些設備作為一臺統(tǒng)一管理、配置和使用。
智能聯(lián)動管理
云計算環(huán)境中,為了滿足業(yè)務系統(tǒng),要求管理系統(tǒng)通過自動化的調度,使得資源做到“隨需而動”。為了屏蔽不同廠商、不同型號設備的差異,使IT管理員聚焦在服務本身,必須要做到對資源及業(yè)務的快速開通,即實現(xiàn)高度智能的自動化管理。這就要求管理系統(tǒng)建立一種機制,將各種資源提供的能力抽象出來,從業(yè)務的角度部署、監(jiān)控和評估,幫助用戶擺脫業(yè)務規(guī)劃、實施、變更和監(jiān)控的管理復雜性,提高服務提供者響應云服務需求的業(yè)務快速部署能力,最大限度地提高服務提供者的在基礎設施建設中的投資價值。
王宏亮舉了一個例子,以前一臺服務器發(fā)生問題,可以通過物理的交換機以太網線找到對應的物理服務器。然而,當物理服務器有很多虛擬機,在發(fā)生遷移出現(xiàn)故障的時候,可能在數(shù)據(jù)中心找不到虛擬機以及對應的接口,給排障、管理帶來很大的挑戰(zhàn)。另外涉及IT組織的管理職能的變化,客戶以前一般是服務器和應用管理是一個團隊,交換機管理是一個團隊。當軟交換的概念出來以后,因為軟交換是裝在服務器里面的,它到底是歸網絡部門管還是服務器部門管,就造成了監(jiān)管不清的問題。
為保證網絡、安全資源能夠被云計算運營平臺良好的調度與管理,要求網絡及安全設備、管理平臺提供開放的API接口,云計算運營管理平臺(CloudOS)能夠通過API接口實現(xiàn)對網絡資源的調度及管理。
王宏亮認為,目前不是把虛擬機和外面的硬件交換機通過協(xié)議就可以把它們連接到一塊。真正把系統(tǒng)運轉起來,在下面需要這些交換機和虛擬機,上面還需要管理軟件的相互配合,比如華三的iMC管理網絡和vmware的vcenter,還有第三方廠商的虛擬機的管理軟件,通過這四個部件構成一個整體。因為虛擬機最好的好處就是提高靈活性,它可以任意的添加刪除、更改原來的計算資源。當它發(fā)生這種變更的時候,就可以把這種信息通知到網絡管理平臺,然后進一步去做交換機的變更,從而構建一個渾然一體的私有云。
隨著虛擬化技術的應用,網絡和服務器的邊界變得模糊,還引發(fā)了新的問題,即網絡及計算資源的協(xié)同調度問題。在創(chuàng)建虛擬機或虛擬機遷移時,VM主機能否正常運行,不僅需要在服務器上的資源合理調度,網絡連接的合理調度也是必須的。打通網絡、計算之間的隔閡,實現(xiàn)資源的融合管理和智能調度,將是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心基于業(yè)務調度,并最終實現(xiàn)自動化的關鍵。