依賴于傳統的三層數據中心網絡的設計,早已無法再匹配當前企業在不斷創新的同時,維持財務上的正常運轉的需求了。相反,企業紛紛開始轉向能夠“從小事做起,并且不斷快速保持創新”的設計理念。通常,這意味著選擇一款由外部服務提供商所提供的云模型,同時將相關敏感的功能則保留在企業內部。而實施這樣的一項戰略涉及到經營企業私有的數據中心,同時還需要采購相應的通信服務和云計算解決方案。本文著眼于三個解決方案,構建一款私有云,并將其納入公共云服務,以創建一個混合云模型,包括傳輸技術和商業化的交易空間。
已運行多年的三層數據中心網絡設計
多年來,數據中心的網絡設計一直都是遵循著一套三層的設計規劃藍圖進行的。3層的核心形成了一個圍繞數據中心的流量包。該核心是由整合了各種服務模塊及2層交換功能的聚合層所提供的。最后,訪問層物理連接服務器到網絡。服務器組件通常是1RU高設備堆棧在設備機架與互聯的頂級機架(top-of-rack,ToR)或交換平臺的結束行(end-of-row,EoR)。各種形式的補丁電纜和交叉連接完成的架構。在一個可預見的企業業務增長和設備成本環境中能夠提供良好的、可靠且可擴展的模型服務。
當第3層路由要比第2層的交換機更昂貴,而且企業傾向于保留對于物理數據中心設施的絕對所有權時,在數據中心構建三層網絡就是非常有意義的。但隨著應用程序的瞬息萬變、存儲容量的不斷增加、以及虛擬化云計算資源可用性的增強已經改變了格局。構建一款現代化的、靈活的和具有成本吸引力的企業數據中心需要采用一種新方法,必須結合企業私有以及外包虛擬化的元素。
超大規模的數據中心需要不同的設計規劃藍圖
超大規模的數據中心認識到在三層數據中心設計模式中所存在的鏈接超額、潛在的阻塞和延遲問題的瓶頸,進而開始轉向新的架構。這方面的一個例子是選擇采用葉脊(leaf-and-spine)拓撲網絡或胖樹(fat-tree)交換網絡的方法,其中一個核心結構連接到pods,包括多個聚合和接入交換機,以便能夠按照需求增加增量。該pods是設計用以配合一系列的需求。例如,一處托管多租戶的數據中心(MTDC)可能需要核心網絡設計容納匯聚和訪問pods,并支持各種不同客戶的存儲和計算資產。當前有各種不同的數據中心網絡設計方法正在被研究或正在試驗數據。其中包括Jellyfish、DCell、BCube、FiConn等。Jellyfish是其中的一個最為有趣的例子,“一款在頂級機架間(ToR)交換機中有邊界,隨機圖拓撲結構。這種設計固有的稀松性質明顯比過去的設計有著更加靈活的潛力。”
顧名思義,超大規模意味著規模的巨大。但這并不一定是最重要的區別。一處規模巨大的數據中心可以構建一個超額的三層內部網絡。超大規模數據中心是那種諸如由谷歌和亞馬遜所建立的,不僅需要具備能夠創造更大的存儲集群或增加計算的能力;還必須具備快速配置應用程序,并能夠在提供新的服務的同時,調整相關的計算、存儲和連接需求的能力。盡管他們的整體規模龐大,但超大規模數據中心其實可以建立得很小,并能夠迅速擴展規模。
企業應該做些什么?
一家企業如何決定其企業數據中心的發展將取決于其業務模式、增長預期、財務文化、人員配備情況和專業知識。一家小型企業可能需要大量的存儲容量和安全的數據傳輸,但經營一家完全私有的數據中心則是相當耗費精力,且成本及其昂貴的。而一家大型企業可能傾向于在擁有自己的數據中心的同時,還需要有更高程度的靈活性和增長能力。
通過公共互聯網或私有連接實現的互連的數據中心是我們現在所稱的云計算的基礎。云服務可以為各種規模的企業提供計算和存儲功能。一些中小型企業將能夠很容易的從他們所選擇的云服務提供商那里采購他們所需要的服務,并通過通信服務提供商訪問云服務提供商所提供的這些服務。其他的企業(特別是較大型的企業)將形成一個虛擬的私有數據中心,包括企業私有的資源,輔以云解決方案。
通過構建一處具備了基本服務器或存儲場的企業園區的核心數據中心可以打造一款私有云,并可以通過一個本地的核心網絡連接。該數據中心設施可以擴大到包括pods支持在企業數據中心的其他計算或存儲功能,以擴展私有云,或遠程位置的托管數據中心構建一個虛擬私有云。
互連的數據中心通常是通過一個專用的數據中心互連(DCI)傳輸服務來實現的,例如一款E-VPN,或通過在一個租用的暗光纖的私有光學連接。在遠程位置定位企業所擁有的資產能夠在降低成本的同時,提供按需添加或刪除數據pods的功能。這種靈活性使企業易于接受創新的數字技術,以便更好地服務客戶,擴大市場份額,同時保持對企業內部的高度控制。
從小處做起,不斷創新
數據中心可以通過由一個核心pod和外包架構所提供的模塊化的性質獲得靈活敏捷性。數據中心包含更大的服務器集群和高存儲容量能力的交叉連接,變得非常復雜。數據中心內部網絡需要大量的物理空間、電力和規劃以便運作和發展。而新的架構,如葉脊或Jellyfish肯定有一定的幫助,但他們是以資源是包含在數據中心內部的假設為前提的。
DCI允許在遠程位置虛擬化資源,這是云計算的基礎。私有云是通過DCI在企業各個不同地理位置之間形成的。虛擬私有云是通過DCI到達托管MTDC形成的。而混合云則是由DCI跨管理邊界擴展到包括公共云的服務而形成的,通常是通過互聯網,但也在越來越多地通過在MTDC的私有連接。所有這些DCI的方法聯合提供了一款云互連的解決方案,為企業提供了在其商業周期內能夠添加或刪除計算與存儲的能力。一家企業可以構建一處傳統數據中心核心,以滿足其初始需求,然后通過一個云選項來添加容量。一處較小的核心能力則是通過云計算提供的增量資源而補充的。
而“從小處著手,不斷創新”的理念是由Forster和Lapukhov在其于2014年發表在InfoWorld上的文章中所提出的。他們在文章中介紹了諸如微軟或易趣網這樣的超大規模數據中心運營商們是如何在數據中心網絡中使用這種做法,從而使得他們得以利用pods作為一個單位進行設計、部署、運營及淘汰來匹配對于存儲和計算能力的增量需求的。這個概念不必被限制在數據中心,而是應該擴展到一個私有的或虛擬專用體系結構的虛擬化資源。
一家從小處著手開始設計其數據中心,并計劃借助云計算的部署來增加其私有數據中心和虛擬化資源的企業,將通過充分利用強大的數字化工具,如分析、內容分發、網絡負載平衡、身份管理、安全優化、客戶關系管理等等,獲得巨大的靈活性。
對于某些小型企業而言,他們可能負擔不起這些工具中的一部分,甚至對于某些大型企業來說也屬于資本密集型的投資。快速的創新就意味著必須能夠很容易的獲得計算和存儲資源。對于那些試圖通過“建立大型、可在稍后按需擴展”的數據中心,來改變規模和范圍的企業來說,這樣做的成本較高,并對他們應對未來變化的能力方面有很大的風險。