數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之變

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)一般根據(jù)功能劃分為：核心層、匯聚層、接入層三個(gè)部分。接入層網(wǎng)絡(luò)一般包含有存儲(chǔ)接入和服務(wù)器接入，通過低端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接連接存儲(chǔ)和服務(wù)器設(shè)備，一般提供100M端口的接入。匯聚層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般具有高密度端口，高帶寬的特點(diǎn)，直接與接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連。匯聚層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接連接到核心層，核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般是一個(gè)企業(yè)或者數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)出口，一般是高端路由器設(shè)備或者高端數(shù)據(jù)中心設(shè)備。由此可見，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般分為三層，接入層以二層業(yè)務(wù)為主，而匯聚層和核心層主要是三層業(yè)務(wù)。這樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的時(shí)候開始幾十年都沒有多少變化，而變化的只有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能和可提供的網(wǎng)絡(luò)帶寬。從10M半雙工接入，到100M、1000M甚至是10G的接入帶寬增長(zhǎng)，同時(shí)在匯聚層也從1000M到10G，8口10G聚合綁定，40G端口及聚合端口綁定的帶寬，在核心層也出現(xiàn)了100G的出口。這樣的帶寬在不改變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，只需要更換高性能的設(shè)備或板卡就可以實(shí)現(xiàn)。而通過采用更高性能的設(shè)備，也可以達(dá)到提升二三層規(guī)格性能的目的。目前的匯聚層設(shè)備，一般都可以提供二層MAC 32K~512K，三層路由8K~512K，這樣的網(wǎng)絡(luò)性能可滿足10萬臺(tái)以上服務(wù)器的接入，也能提供100G以上的流量帶寬。在這樣高性能的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)無法適應(yīng)這樣高速、大容量的應(yīng)用。所以網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的模式也在悄然演變。
    傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按功能進(jìn)行區(qū)域劃分，如WEB、APP、DB，辦公區(qū)、業(yè)務(wù)區(qū)、內(nèi)聯(lián)區(qū)、外聯(lián)區(qū)等等。不同區(qū)域之間通過匯聚層設(shè)備三層互訪，從而保證不同區(qū)域的可靠性、安全性。同時(shí)，不同區(qū)域由于具有不同的功能，因此需要相互訪問數(shù)據(jù)時(shí)，只要終端之間能夠通信即可，并不一定要求通信雙方處于同一VLAN或二層網(wǎng)絡(luò)。所以傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本是二三層業(yè)務(wù)混合應(yīng)用，不同層面的業(yè)務(wù)交叉應(yīng)用，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。帶寬被認(rèn)為是衡量網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要指標(biāo)，以太網(wǎng)將扮演越來越重要的角色。隨著帶寬的逐步增加，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)漸漸淡出人們的視線。
    為了適應(yīng)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)逐漸演變?yōu)橐环N新的網(wǎng)絡(luò)形式，相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將具有一些新的技術(shù)和特征。
   三層的網(wǎng)絡(luò)演變?yōu)榇蠖泳W(wǎng)絡(luò)
    隨著網(wǎng)絡(luò)IPV4地址的逐步減少，IPV6尚未得到普遍應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部采用過于復(fù)雜的三層網(wǎng)絡(luò)，則會(huì)占用太多的IPV4地址，如果都采用內(nèi)部私網(wǎng)地址，則訪問會(huì)受到很大限制，若采用NAT設(shè)備進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，則會(huì)增加NAT設(shè)備的負(fù)擔(dān)。隨著新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)直接采用二級(jí)網(wǎng)絡(luò)：接入層和核心層。匯聚層將消失，這樣網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的帶寬將不會(huì)受到匯聚層的限制，而接入層直接接入到核心層，也可以減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入。這樣對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求比較高，傳統(tǒng)的STP/MSTP環(huán)網(wǎng)技術(shù)無法適應(yīng)這樣大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，只能采用TRILL等新的二層技術(shù)。
   虛擬化技術(shù)無處不在
    傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)之間都是獨(dú)立的，需要通過復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行管理，大型的數(shù)據(jù)中心僅接入的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就會(huì)有上千臺(tái)，所以采用虛擬化技術(shù)，將幾臺(tái)、十幾臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化為一臺(tái)設(shè)備，這將大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜度。如果小型的數(shù)據(jù)中心，也可以通過虛擬化技術(shù)將一臺(tái)大型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分割成獨(dú)立的幾臺(tái)虛擬設(shè)備，不同的業(yè)務(wù)采用不同的虛擬設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上應(yīng)用虛擬化技術(shù)，這將大大降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行能耗，讓數(shù)據(jù)中心運(yùn)行更為綠色。
   軟件定義網(wǎng)絡(luò)
    軟件定義網(wǎng)絡(luò)近幾年持續(xù)火熱，將軟件定義網(wǎng)絡(luò)引入數(shù)據(jù)中心將極大程度地改變目前網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)。采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)，將使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更簡(jiǎn)單化。網(wǎng)絡(luò)不再像原來那樣很多層，將更加扁平化?？梢钥焖俑鶕?jù)業(yè)務(wù)需求來重新部署網(wǎng)絡(luò)，可以靈活地從一個(gè)機(jī)柜的規(guī)模擴(kuò)容到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)將使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更開放，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)廠家都會(huì)支持，這樣采購(gòu)設(shè)備也節(jié)省了投資。
   萬兆接入構(gòu)筑信息高速路
   數(shù)據(jù)中心的新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均采用基于CLOS的多級(jí)交換架構(gòu)，使其具備了10T以上的交換容量，能夠支持高密度的萬兆端口和單端口的100G帶寬，具有更好的擴(kuò)展性，能夠很好的緩解數(shù)據(jù)中心核心層的交換壓力，解決核心網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸，這使得萬兆接入成為可能。在核心層全部采用40G以上端口或多個(gè)40G端口綁定互連。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，全部采用萬兆光纖、模塊互連。為節(jié)省成本也可以采用10G的電纜互連，百兆/千兆逐漸被新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所淘汰。
    存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)走向融合
    傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心往往需要建設(shè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)兩套網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)基本獨(dú)立，這樣大大浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的利用率。隨著IP SAN技術(shù)的發(fā)展，IP技術(shù)逐漸進(jìn)入到存儲(chǔ)領(lǐng)域，通過IP技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)成為可能，這樣完全可以在業(yè)務(wù)網(wǎng)和存儲(chǔ)網(wǎng)采用一套網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已開始支持兩種接入方式，即可以連接虛擬化的服務(wù)器，也可以連接存儲(chǔ)設(shè)備。由于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)都是二層轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，所以只有新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)才能促使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)走向融合。
    新一代的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有了很多新興的技術(shù)特征，所有的這些變化都是為了適應(yīng)數(shù)據(jù)中心實(shí)際業(yè)務(wù)的發(fā)展需要。傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必然將逐漸湮滅于歷史的大潮中，也許十年，也許二十年，就在彈指一揮間，讓我們展開雙臂擁抱全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)吧。