網絡是數據中心最為重要的組成部分,沒有網絡,數據中心就無法運轉,無法對外提供服務。眾所周知,數據中心內部數據網絡依然是以太網技術家族的天下,存儲網絡也是光纖通道技術獨霸一方,和數據網絡相比,存儲網絡占據不大的網絡份額,所以一般我們說數據中心網絡,常常指的是數據網絡,而涉及到的技術主要是以太網技術。不過翻開以太網技術的RFC文檔,著實將人嚇了一跳,幾千篇的標準文檔,涉及數百個標準網絡協議,沒有哪個人有精力將所有網絡協議都掌握,因為量實在太多了。為啥會有這么多網絡協議,這正是數據中心網絡復雜的原因,為了滿足各種各樣業務互聯互通的需求,以太網設計了很多標準協議,有些協議還晦澀難懂,這樣一個數據中心的網絡往往隨著業務的部署變得越來越復雜,直到最為難以維護,甚至處于失控狀態。一旦有個風吹草動,網絡就可能癱瘓,網絡成了數據中心發展的一塊心病,必須想辦法治好才行。由繁至簡,是一切事物發展追求的目標,任何系統,往往越簡單的,運轉起來越高效,就像我們的計算機,匯編語言執行效率最高,這是因為匯編語言直接對寄存器和內存地址數據進行操作,而像那些C語言、JAVA、VC等語言都是上層語言,雖然我們編寫時使用很方便,容易懂,但計算機要將這些語言再轉換為匯編語言執行,所以執行效率并不高。數據中心的網絡也應該一切從簡,而不是越建越復雜,用最簡單的網絡實現應用需求。所以,在數據中心里掀起一場清網行動,將網絡簡化,還給數據中心一個清晰、高效運轉的網絡。
清網行動具體如何清,應從三個方面考慮入手。首先要在布線上下功夫,數據中心里的設備成千上萬,都要通過網線連接起來,才能實現互聯互通,數據中心里最明顯的就是那些密密麻麻的網線,連接著各種各樣的設備。有的數據中心剛開始布線還是蠻規矩的,隨著業務的增加,互聯情況增多,亂接亂布的情況開始增多,漸漸地互聯的網線就沒有了排序。如果幾根幾十根網線連接還好,要是幾百根幾千根網線就很難了,這時就要有提前的規劃,為布線預留好線槽位置,防止出現私拉亂拽網線的情況。擁有一個良好的布線網絡,對于數據中心絕對有巨大好處,不僅日常管理方便,出現問題時,排查故障尤其是鏈路故障時,會大大縮短排障時間。所以,清網就要先從布線上做起。其次要在網絡架構上下功夫。傳統的網絡基本由核心層、匯聚層和接入層組成,每個層級使用的網絡設備容量和數量都不同,而每個層級里的網絡設備還要連接負載均衡、安全設備、NAT、DNS等各種功能設備,網絡連接關系變得比較復雜。還有接入層,往往網絡設備就有數百臺,連接關系錯綜復雜,各種私搭濫建的情況時有發生,所以網絡架構一定要簡化。現場倡導兩個層級的網絡架構,即只有核心層和接入層,同時取消三層網絡,即便是核心設備也只是做二層轉發,核心層只有出口路由器做三層路由轉發,內部就是一個大二層網絡,所有服務器互通直接二層實現,這樣天然就可以實現服務器上虛機遷移,不用像現在很多數據中心通過部署各種隧道或封裝協議來實現,不僅增加網絡復雜性,也降低了數據轉發效率。網絡架構簡化了,也可以大大節省互連的網線,這樣也減少了布線的工作量,布線變得容易,所以架構上的簡化帶來的好處是多方面的,網絡架構要從繁入簡。第三要在網絡協議上下功夫。上面也提到以太網協議類型太多,在一個數據中心里部署十幾個網絡協議很常見,登錄任意一臺網絡設備查看配置,復雜的就可能有上千條,要全部掌握這些協議的用法和用途,需要數據中心投入大量的人力資金。過于復雜的協議也增加了網絡復雜性,網絡變得不可靠,甚至失控,所以要從網絡協議上簡化。網絡架構上若能實現二層互聯,網絡協議也將變得簡單,尤其是自從軟件定義的網絡出現后,通過控制器下發轉發流表,這樣能極大地減少網絡協議使用,網絡設備只要被動地下發流表就可以完成數據中心設備的互聯互通,一種協議就可以搞定網絡。當然,一些鏈路探測協議、監控協議、設備運行狀態協議等還是需要的,這些協議不復雜,保留一部分也是可以的,清網行動并不會將這些協議考慮在內,主要還是對轉發類的協議進行簡化。試想一想動輒上百萬的路由,數千條的ARP,網絡震蕩起來很難維護,下發流表就不一樣了,可以通過軟件控制器來管理,將網絡設備從協議管理中解脫出來,讓網絡設備專注于硬件數據的轉發。從布線、架構還是網絡協議方面進行清網,可以簡化數據中心網絡,提升網絡轉發和維護效率。三者之間也是互為影響的,提升某個方面,對其它兩個方面也會產生良性影響,這樣就要從三個方面同時入手,網絡簡化才能做得更徹底。
數據中心承載的業務需求增長強勁,網絡發展遇到了瓶頸。為了部署各種業務,網絡被建設得異常復雜,嚴重影響到了網絡發展的規模。網絡不應該隨著規模的擴大而變得越復雜,網絡的建設就應該像砌墻一樣,只要有磚頭,建一百米還是一萬米的圍墻,只是多使用些磚頭,長度變長,并不會增加建設和使用的復雜度。網絡規模的擴大不應該以增加復雜度為前提,規模越大的網絡結構應該更簡化。只有這樣,數據中心的規模才能擴大,支撐更多的業務需求,讓我們開啟數據中心的清網行動吧。