如今的數(shù)據(jù)中心都在朝著云計算中心轉(zhuǎn)型,而這一過程中不可避免的會用虛擬化技術(shù)進(jìn)行資源整合。從靈活調(diào)配的角度來看,只有整個數(shù)據(jù)中心運行在虛擬資源池之上,才有可能實現(xiàn)計算資源的快速部署和根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載調(diào)動相關(guān)資源。
然而,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心多數(shù)都在使用以太網(wǎng)作為傳輸介質(zhì),因而在虛擬化整合之后,面臨著大量的虛擬機在通訊鏈路中造成的擁塞和瓶頸。新的業(yè)務(wù)需求,如視頻流、語音等多媒體應(yīng)用也給網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的壓力。根據(jù)IDC的2010~2013年服務(wù)器I/O市場報告,目前數(shù)據(jù)中心主要應(yīng)用千兆以太網(wǎng)、FC和Infiniband做網(wǎng)絡(luò)交換。其中Infiniband主要應(yīng)用在對I/O非常敏感的高性能計算領(lǐng)域,而FC則普遍用在存儲領(lǐng)域。
因此目前絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心仍然使用千兆以太網(wǎng)做交換傳輸鏈路,而這一介質(zhì)在企業(yè)數(shù)據(jù)中心向云計算發(fā)展的過程中必然會造成瓶頸。2011年起,萬兆以太網(wǎng)的出貨量開始大幅度上升,IDC預(yù)計到2013年萬兆以太網(wǎng)出貨量會首次超過千兆網(wǎng)。
就萬兆以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)而言,一方面延續(xù)了過去千兆以太網(wǎng)的通訊標(biāo)準(zhǔn)和接口,另一方面在提供10倍于過去的傳輸帶寬的同時,也提供了諸多面向虛擬機的傳輸特性。
英特爾早在2004年就推出了用于服務(wù)器的萬兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡,解決了以前使萬兆以太網(wǎng)服務(wù)器連接無法在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行大規(guī)模部署的成本和技術(shù)障礙。而到了2011年初,英特爾正式推出了開放式光纖通道以太網(wǎng)(Open FCoE)技術(shù)。英特爾預(yù)測2011年萬兆端口的使用量將突破500萬,這將有效壓低萬兆端口價格,到2012年它就能降到500美元以下。隨著千兆網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)器連接中所占份額的降低,萬兆的份額正在不斷攀升。
英特爾萬兆網(wǎng)絡(luò)對虛擬化的支持
如前所述,數(shù)據(jù)中心邁向云計算不可避免的需要在虛擬化資源池方面消除可能的瓶頸。從計算上來看,英特爾至強5600和至強E7形成的通用虛擬化平臺和面向關(guān)鍵業(yè)務(wù)的虛擬化平臺足以應(yīng)對企業(yè)常規(guī)業(yè)務(wù)需求和計算密集型需求。而存儲方面,英特爾SSD為代表的固態(tài)硬盤存儲介質(zhì)正在數(shù)據(jù)中心里發(fā)揮越來越大的作用。
而眾多虛擬機所面臨的關(guān)鍵瓶頸——網(wǎng)絡(luò)方面,英特爾則擁有豐富的萬兆以太網(wǎng)產(chǎn)品可以提供相關(guān)特性支持和超高帶寬。英特爾萬兆以太網(wǎng)產(chǎn)品普遍支持RSS特性、VMDq、VMDc等技術(shù),從而為虛擬化環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來極大便利。
RSS(Receive Side Scaling,接收方擴展)技術(shù)主要面向多核心處理器,對于虛擬機而言,具備多個RSS隊列的網(wǎng)卡,可以將不同的虛擬機的網(wǎng)絡(luò)連接獨立分成不同的隊列,進(jìn)而分別發(fā)送到不同的CPU核心上進(jìn)行處理,從而將負(fù)荷分散,充分利用多核處理器的能力。一般的萬兆網(wǎng)卡可以支持8個~16個隊列,而英特爾的頂級產(chǎn)品還可以支持16~32個通訊隊列。
相對的,VMDq技術(shù)可以讓每一個虛擬機都分配到獨有的硬件發(fā)送接收隊列,從而降低了VMM虛擬化軟件所需要的網(wǎng)絡(luò)處理損耗;VMDc技術(shù)則進(jìn)一步讓網(wǎng)卡直接提供多個Virtual Function,每個Virtual Function都具有獨立的網(wǎng)卡資源,虛擬機可以直接訪問、控制,從而大為提升虛擬化效率。
除了以上幾個特性外,英特爾新近推出的萬兆產(chǎn)品還增添了新的特性——SR-IOV。它可將網(wǎng)絡(luò)I/O資源直接分配給虛擬機上運行的客戶操作系統(tǒng),配合萬兆以太網(wǎng),就能讓服務(wù)器在減少虛擬化性能開銷的同時,讓每個虛擬機獲得更好的網(wǎng)絡(luò)I/O支持。
除了對虛擬化的支持,英特爾網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品對于數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)也有很大的促進(jìn)作用。通過Open FCoE技術(shù),英特爾萬兆以太網(wǎng)允許存儲設(shè)備可以用原來的FC協(xié)議在萬兆以太網(wǎng)物理介質(zhì)中通訊。這進(jìn)一步簡化了數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度,使其管理和業(yè)務(wù)交付模式進(jìn)一步向企業(yè)云計算的方向靠攏。
總的來說,使用萬兆產(chǎn)品,企業(yè)可以通過簡化服務(wù)器網(wǎng)卡和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以達(dá)到提升帶寬,降低延遲和提升可靠性的目的,以替代多千兆網(wǎng)卡匯聚。英特爾表示選擇萬兆產(chǎn)品,可使數(shù)據(jù)中心里每機架功耗降低45%、網(wǎng)絡(luò)線纜和交換機的接口減少80%、企業(yè)花費在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施上的成本降低15%,并使每個服務(wù)器的聯(lián)網(wǎng)帶寬提升達(dá)2倍。而遷移至簡化的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò),IT部門的基礎(chǔ)設(shè)施成本和功耗還將大幅降低。