短短幾年間,很多人從不知道什么是SDN、Trill、VXlan,對這些技術不屑一顧,到現在幾乎每個數據中心都在謀求轉型,每個從事信息技術的人如果還不知道這些單詞是什么就Out了,就像這年頭還不用微信一樣,跟不上主潮流了。
當然這些新技術之所以被提出來,并得到很多人的響應和熱捧,是因為隨著應用的復雜化,人們信息需求不斷增加,現有數據中心出現了不少自身無法解決的 問題,必須要對現有數據中心進行優化或重建,尤其是數據中心網絡要重建。在這樣的背景下,催生了很多數據中心網絡新技術,這里不乏有一些不切合實際的技 術,也有不少只是實驗室技術,根本無法實際應用,但是正是有了這些技術探索,逐漸拋棄了一些不合理的,再對合理的不斷進行修改,到目前為止可以基本形成一 套成熟理論,這套理論基本是未來數據中心網絡的樣子。未來的數據中心網絡包括三大件:SDN、Overlay無狀態網絡、vDC虛擬私有數據中心。這三大件的核心理念都是圍繞著軟件、自動化管理,大規模設計的,將人從繁瑣的配置中解脫出來,讓數據中心網絡可以部署更大規模,下面就來好好說一說這三大件。
SDN最早為人們所熟知,即軟件定義網絡。核心理念是將網絡功能和業務處理功能與網絡設備硬件解耦,變成抽象化的功能,再通過外置的控制器來控制這 些抽象化對象。通過把傳統網絡的緊耦合架構拆分為應用、控制、轉發三層分離的架構,網絡將不再成為制約業務上線和云效率的瓶頸,而是在完成數據傳輸任務的 同時,也能變得和虛擬化后的計算、存儲資源一樣,成為一種可靈活調配的資源。在數據中心里,網絡技術是最為封閉的一部分,這導致長時間以來網絡成為數據中 心發展的瓶頸,網絡部分的投資也占據了數據中心總投資的很大一部分。SDN的到來就是要打破這種網絡的封閉性,讓網絡走向開放。
SDN包含控制器和openflow兩大部分,控制器是一個軟件,可以對整個網絡設備進行管理和控制,管理包括下發轉發表項,控制包括對所有網絡設 備運行狀態進行監控。Openflow是控制器與網絡設備之間互通的語言,控制器通過Openflow對所有網絡設備進行轉發表項下發,設備管理。長久以 來,人們都希望將數據中心能變成一種更為靈活、便捷、按需索取的資源,通過部署SDN就可以把“軟件”從“硬件”平臺中解放出來,實現了人們的愿望。
Overlay無狀態網絡技術也是未來數據中心的重要組成部分。Overlay是疊加的意思,即通過在現有網絡上疊加一個軟件定義的邏輯網絡,原有 網絡盡量不做改造,通過定義其上的邏輯網絡,實現業務邏輯,從而解決原有數據中心的網絡問題,極大的節省傳統用戶投資。Overlay是一種將(業務的) 二層網絡構架在(傳統網絡的)三層/四層報文中進行傳遞的網絡技術。這樣的技術實際上就是一種隧道封裝技術。其實在網絡技術里已經有了不少的封裝技術,比 如MPLS、VPLS、GRE等等,那么為什么還需要這樣一種新的封裝技術呢。
Overlay最為關鍵的是要實現無狀態網絡,即在多個數據中心之間互訪,虛擬機遷移都可以無感知地進行。對于上層應用業務無告知,也許一種業務是 多個數據中心同時多個虛擬機提供的,這個在Overlay網絡里再正常不過了。Overlay目前包含有三大標準技術,其中當屬VXlan技術最受關 注,VXlan是思科和VMware共同提出來的,自從被提出來就廣受關注。從封裝的結構上來看,VXlan提供了將二層網絡overlay在三層網絡上 的能力,VXlan Header中的VNI有24個bit,數量遠遠大于4096,并且UDP的封裝可以穿越三層網絡,比VLAN有更好的擴展性。在數據中心 里,Overlay提供了一種解決數據平面轉發和多租戶隔離的技術手段,而之前說到的SDN,是定義了一種控制和管理的網絡架構。兩者在未來數據中心里作 用并不沖突,而且VXlan技術還是SDN部署的必要條件,只有部署了VXlan才能上SDN,兩者可以有機地結合,共同發揮作用。
未來的數據中心有了SDN和Overlay,是不是就夠了?當然不夠。還有一個重要的組成部分,那就是vDC虛擬私有數據中心。vDC虛擬私有數據 中心其實包含很多內容,安全的虛擬化,服務器的虛擬化以及網絡的虛擬化,對數據中心全面做虛擬化。vDC虛擬私有數據中心網絡部分的典型技術目前是 VMware的Neutron網絡技術。Neutron目的是為 OpenStack 云更靈活地劃分物理網絡,在多租戶環境下提供給每個租戶獨立的網絡環境。另外,Neutron 提供 API 來實現這種目標。Neutron 中用戶可以創建自己的網絡對象,如果要和物理環境下的概念映射的話,這個網絡對象相當于一個巨大的交換機,可以擁有無限多個動態可創建和銷毀的虛擬端口。 Neutron是一個站在SDN之上的,提供接近應用層的網絡虛擬,偏應用層的技術,是SDN的有效補充。SDN實現的是三層以下的虛擬化,而vDC網絡 關注的是四到七層的虛擬化。
上面講述的三大件是未來數據中心網絡的主要特征,未來的數據中心網絡離不開這三大件。當然,目前數據中心網絡還相差的比較遠,我們甚至找不到一個完 成部署一項技術的數據中心。一方面人們認識和接受這些新技術需要一段很長的時間,另一方面是這三大技術也有不少的缺陷,還需要不斷優化,以便可以盡快可以 實用,不要成為實驗室展品。也許要達到三大技術全部部署還要很長的時間,但是這個大趨勢已經不可逆轉,讓我們一起期待那一天的到來。