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計算機

 

    在PC機時代，計算關(guān)注的是個體。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)并日趨成熟的時候，計算關(guān)注的是基于互聯(lián)網(wǎng)的“大數(shù)據(jù)”和“大群體”的計算，即云計算。所以，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是云計算的基礎(chǔ)，云計算對互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也提出了新的要求。云計算的計算模型改變了互聯(lián)網(wǎng)，使其由鏈狀拓撲變?yōu)榱藢哟涡偷臉錉罱Y(jié)構(gòu)，而這種樹狀的根節(jié)點就是數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心就是巨大的計算資源池，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)需要滿足虛擬資源池調(diào)度運算的需求?；趥鹘y(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)，出現(xiàn)了以大二層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的新型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對傳統(tǒng)的二層網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)提出了一系列挑戰(zhàn)。
　　STP FREE路由交換機的出現(xiàn)，TRILL、L2MP、SPB等技術(shù)的出現(xiàn)，解決了過去STP樹狀環(huán)路阻斷的問題，代之以優(yōu)化路徑，實現(xiàn)多條路徑的并行流量分擔(dān)。這些協(xié)議充分利用數(shù)據(jù)中心的鏈路，對大容量的計算集群產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量進行負載均衡。
　　服務(wù)器虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器及其網(wǎng)卡的邊界打破，一條網(wǎng)線對應(yīng)的不再是一條鏈路，而是多條邏輯鏈路;一個網(wǎng)卡對應(yīng)的不再是單一的操作系統(tǒng)，而是虛擬化成多個網(wǎng)卡，對應(yīng)是多個操作系統(tǒng)，這使得網(wǎng)絡(luò)必須適應(yīng)這種變化。同時網(wǎng)絡(luò)的策略需要深入到虛擬機上，對虛擬機之間的通訊加以保障，因此一些新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)生了，如虛擬交換機，一種軟件模式的交換機。
　　目前，網(wǎng)絡(luò)、存儲、計算是三足鼎立，各自為政，導(dǎo)致服務(wù)器上的接口板卡眾多(網(wǎng)卡、FC卡、InfiniBand卡等)，網(wǎng)線類型眾多(cable、光纖、并行總線等)，管理接口眾多(網(wǎng)絡(luò)管理員，存儲管理員，應(yīng)用管理員，收費管理員等)，開發(fā)應(yīng)用時需要考慮的接口眾多(網(wǎng)絡(luò)接口，存儲接口，應(yīng)用接口等)。這使得數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的管理成本非常高，數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性對應(yīng)商業(yè)模型的柔韌性非常差，開發(fā)周期非常長。所以，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)需要在云計算時代實現(xiàn)融合計算。
　　FCoE技術(shù)、InfiniBand over Ethernet等都要實現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中承載存儲數(shù)據(jù)，就需要數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)無丟失，CEE(Converged Enhanced Ethernet)技術(shù)應(yīng)運而生。CEE網(wǎng)絡(luò)是IEEE組織正在定義的一種新型以太網(wǎng)傳輸轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，它確保數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)中盡量減少沖突和擁塞，防止數(shù)據(jù)丟失。相應(yīng)的一系列協(xié)議也被提出來，如IEEE802.1Qau、IEEE802.1Qaz、IEEE802.1Qbb等，這些協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)確保FC網(wǎng)絡(luò)能夠不丟包地實現(xiàn)在以太網(wǎng)上。
　　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)在云計算網(wǎng)絡(luò)中是一個大二層網(wǎng)絡(luò)，呈分布式，因此需要相應(yīng)的技術(shù)解決虛擬機跨互聯(lián)網(wǎng)的遷移等問題，從而出現(xiàn)了諸如H3C EVI(Ethernet Virtual Interconnect)、Cisco OTV等技術(shù)。這些技術(shù)要實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心之間的大二層網(wǎng)絡(luò)可以跨越互聯(lián)網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)無邊界的共享。這樣，即使是在企業(yè)的私有云中，若員工出差或到其他分公司，也能夠保證其工作環(huán)境可以無間斷地進行。
　　在公有云中存在許多多租戶網(wǎng)絡(luò)。在多租戶網(wǎng)絡(luò)中，租戶之間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用必須隔離，并按照服務(wù)策略進行共享，但又共存于同一個數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，所以，建設(shè)多租戶網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心，是進行云計算網(wǎng)絡(luò)部署需要著重考慮的問題，目前是研究的熱門課題。
　　云計算數(shù)據(jù)中心必須是策略化的驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)，即隨著資源的動態(tài)調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)的配置和部署也快速響應(yīng)，形成聯(lián)動，滿足云計算的柔性化資源部署需求。虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由此出現(xiàn)，如OpenFlow技術(shù)是一種策略驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，它定義了一種基于流的策略轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)議和機制，將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面完全分離，轉(zhuǎn)發(fā)基于策略流進行，而不是基于二層的轉(zhuǎn)發(fā)表和三層的路由表，這樣網(wǎng)絡(luò)流量的調(diào)度完全基于控制平面的策略部署，在流策略下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)平面后，網(wǎng)絡(luò)的流量就按照策略在虛擬的網(wǎng)絡(luò)鏈路中進行。
　　云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量的要求更加嚴(yán)格和細致。比如在虛擬桌面應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)帶寬有視頻流、音頻流、存儲數(shù)據(jù)流和各種桌面應(yīng)用的數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)流占用帶寬高，而且具有壓縮性，同時對時延的要求非常高，任何網(wǎng)絡(luò)流量的波動對虛擬桌面網(wǎng)絡(luò)的影響都是很大的，可以說是蝴蝶效應(yīng)。所以，必須對核心交換機及其數(shù)據(jù)中心交換機的轉(zhuǎn)發(fā)質(zhì)量進行嚴(yán)格測試和優(yōu)化，從而滿足云計算各種解決方案的要求。
　　云計算時代對安全有了新的定義和詮釋。數(shù)據(jù)中心是扁平化的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)流量不僅是從南到北(即從接入層到匯聚層)，更多地是從東向西(即在接入層之間傳遞)，因此，要考慮多種場景所面臨的風(fēng)險，如公有云和私有云交互安全，混合云的鏈路安全，在云計算的流量監(jiān)控、云用戶的鑒權(quán)、云會話的監(jiān)控過程中的安全，以及對各種惡意流量的阻止等。
　　云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的配置必須實現(xiàn)自動化，伴隨著數(shù)據(jù)中心計算資源的整個生命周期，通過一系列協(xié)議自動的對網(wǎng)絡(luò)進行配置部署。比如數(shù)據(jù)中心的虛擬機的動態(tài)地生命周期管理，要求能夠?qū)μ摂M機的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點快速部署(包括各種策略)。如HP提出的IEEE802.1Qbg，該協(xié)議提出虛擬機和虛擬交換機之間接口VSI的port profile，可以隨著VM的生成即時下發(fā)過去。
　　數(shù)據(jù)中心的資源是可擴展、分布式存在的，與之對應(yīng)是形成網(wǎng)絡(luò)的虛擬化集群網(wǎng)絡(luò)，即在數(shù)據(jù)中心中，接入層和匯聚層交換機聚合在一起，形成網(wǎng)絡(luò)集群，這樣匯聚層和接入層的流量走向變成了內(nèi)部之間的協(xié)調(diào)，減少了STP協(xié)議及其他協(xié)議的開銷，任何一臺設(shè)備宕機，網(wǎng)絡(luò)鏈路會快速調(diào)整，增強了網(wǎng)絡(luò)的健壯性和可靠性。網(wǎng)絡(luò)的接入層設(shè)備或匯聚層設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以動態(tài)地申請增加或離開，這對數(shù)據(jù)中心節(jié)約電能、提高網(wǎng)絡(luò)的擴展性具有重要意義。H3C提供這種網(wǎng)絡(luò)矩陣的解決方案，即縱向IRF技術(shù)，通過這種技術(shù)形成可擴展的虛擬化網(wǎng)絡(luò)資源池，可以很好地適應(yīng)云計算網(wǎng)絡(luò)的部署。