數(shù)據(jù)中心三大應(yīng)用架構(gòu)滿足富媒體增長(zhǎng)需求

Force10公司大中國(guó)區(qū)總經(jīng)理 | 徐成達(dá)

單一規(guī)模或架構(gòu)已不能滿足數(shù)據(jù)中心所有的業(yè)務(wù)需求，只有清晰掌握數(shù)據(jù)中心的任務(wù)和關(guān)鍵要求，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師才能優(yōu)化其設(shè)計(jì)，交付最佳性能，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

當(dāng)終端用戶不斷對(duì)數(shù)據(jù)中心的性能提出更高要求時(shí)，企業(yè)都會(huì)覺(jué)得難以找出優(yōu)化并拓展數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的最佳方法以應(yīng)對(duì)與日俱增的負(fù)荷，滿足最終用戶對(duì)富媒體或者其他應(yīng)用的需求。那么，針對(duì)數(shù)據(jù)中心不同類(lèi)型的應(yīng)用和架構(gòu)，企業(yè)和運(yùn)營(yíng)商又該如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)？

三種架構(gòu)挑戰(zhàn)各不同

數(shù)據(jù)中心根據(jù)需求主要存在三種形式架構(gòu)：企業(yè)數(shù)據(jù)中心、托管或IaaS數(shù)據(jù)中心、門(mén)戶網(wǎng)站或Web2.0數(shù)據(jù)中心。每種架構(gòu)都是針對(duì)特定的業(yè)務(wù)模式而設(shè)計(jì)，同時(shí)，它們各自也擁有不同的運(yùn)營(yíng)目標(biāo)和挑戰(zhàn)。正是由于數(shù)據(jù)中心類(lèi)型不同，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的一些要素也會(huì)呈現(xiàn)顯著的差異。首先，流量走勢(shì)差異，有的在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部（橫向流量），有的在客戶機(jī)與服務(wù)機(jī)之間（縱向流量），還有的屬于混合型，即橫向和縱向流量同時(shí)產(chǎn)生；其次，在核心交換機(jī)和柜頂(ToR)交換機(jī)的流量管理方面，對(duì)第二層（L2）或第三層（L3）的使用不同；第三，對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)的采用不同；第四，服務(wù)器虛擬化程度不同；第五，數(shù)據(jù)中心的整體規(guī)模差異等。

正是由于數(shù)據(jù)中心類(lèi)型的不同，企業(yè)在選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備時(shí)，也需要選擇不同的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心需要支持客戶群的多種應(yīng)用。在小型公司中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器總量一般不超過(guò)200臺(tái)，相比之下，大型企業(yè)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器數(shù)量往往在千臺(tái)以上。

數(shù)據(jù)中心的多樣性

雖然大多數(shù)企業(yè)數(shù)據(jù)中心主要是針對(duì)公司內(nèi)部IT應(yīng)用和服務(wù)的優(yōu)化而建立，但對(duì)于像石油/天然氣勘探、生物科技等垂直細(xì)分市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，IT是企業(yè)保持競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略要素，他們需要將高性能集群計(jì)算(HPCC)整合進(jìn)數(shù)據(jù)中心，用于完成具體的科學(xué)分析。除此之外，有些企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心是共有的，同時(shí)服務(wù)于多個(gè)客戶。在這種環(huán)境下，根據(jù)正在提供的不同應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心會(huì)出現(xiàn)橫向和縱向的混合流量。

目前，企業(yè)數(shù)據(jù)中心存在兩種主要趨勢(shì)：一個(gè)是服務(wù)器虛擬化的興起，這有利于資源的更有效利用；另一個(gè)是將基于以太網(wǎng)的局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）和基于光纖通道的存儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）結(jié)合在一起的聚合式網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展。傳統(tǒng)上，企業(yè)數(shù)據(jù)中心對(duì)L2和L3層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的應(yīng)用是混合在一起的，并且對(duì)虛擬機(jī)和非虛擬機(jī)的應(yīng)用也是混合的。

門(mén)戶網(wǎng)企業(yè)或Web 2.0公司對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需要?jiǎng)t有著非常大的不同，這是因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)中心通常需要提供一些公開(kāi)的在線服務(wù)，如搜索、游戲或社交網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似的用戶體驗(yàn)。門(mén)戶類(lèi)企業(yè)數(shù)據(jù)中心要持續(xù)滿足這樣特定的應(yīng)用服務(wù)，最重要的就是要擴(kuò)大數(shù)據(jù)中心的規(guī)模。由于用戶訪問(wèn)的應(yīng)用程序和內(nèi)容來(lái)自不同的資源端，由此在數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的流量主要是“東-西”的橫向流量，并且流量主要是產(chǎn)生在柜頂（ToR）、群集或數(shù)據(jù)中心的任何地方。通常在非虛擬化環(huán)境中，門(mén)戶網(wǎng)在柜頂層（ToR）使用L2，在核心層使用L3，并且一般都依靠直接附屬存儲(chǔ)（在IP存儲(chǔ)有限的部署情況下）。

托管數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也是多種多樣的，從由提供全球服務(wù)的幾十個(gè)分支數(shù)據(jù)中心組成的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心到僅服務(wù)于幾十個(gè)客戶的小型數(shù)據(jù)中心。與應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)，這些數(shù)據(jù)中心是基于服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA）為多個(gè)客戶提供不同層面的服務(wù)（IaaS），數(shù)據(jù)流量主要“南-北/縱向”流通的。這些數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展主要是通過(guò)虛擬化的廣泛使用而實(shí)現(xiàn)的。因此，他們依賴于扁平化第二層（L2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)（VM）的遷移，而這時(shí)候往往會(huì)產(chǎn)生更多的“東-西/橫向”流量。這些數(shù)據(jù)中心滿足了iSCSI（互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口）、基于IP的NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)），以及其他基于IP存儲(chǔ)協(xié)議的存儲(chǔ)需求。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)需求

虛擬化非常重要，因?yàn)樗軌蛱岣哔Y源利用率。然而，虛擬化也使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)添加和網(wǎng)絡(luò)變更等管理愈加復(fù)雜。企業(yè)和托管數(shù)據(jù)中心對(duì)虛擬化的依賴極大地促進(jìn)了對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)管理簡(jiǎn)化技術(shù)的需求，因此他們需要為網(wǎng)絡(luò)增加虛擬機(jī)可視、添加自動(dòng)化配置和容量分配等功能，將虛擬網(wǎng)絡(luò)管理化繁為簡(jiǎn)。領(lǐng)先的交換機(jī)制造商已經(jīng)為此付出巨大努力，除此之外，標(biāo)準(zhǔn)制定等相關(guān)活動(dòng)的重要性也將日益增加，例如邊緣虛擬橋接標(biāo)準(zhǔn)的制定，將有助于滿足服務(wù)器虛擬化對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出的要求。

服務(wù)器虛擬化在企業(yè)和托管數(shù)據(jù)中心中的快速增長(zhǎng)，還帶動(dòng)了對(duì)扁平化第二層（L2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求，該結(jié)構(gòu)由柜頂層(ToR)和核心層構(gòu)成。這種簡(jiǎn)化了的雙層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不僅能夠提高網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行時(shí)間，還能更好地適應(yīng)虛擬機(jī)的流動(dòng)性。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，如多鏈接透明互聯(lián)（TRILL）和虛擬專(zhuān)用局域網(wǎng)服務(wù)（VPLS），將為第二層網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)更高的擴(kuò)展性。

作為最大的也是最專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)中心類(lèi)型之一，門(mén)戶網(wǎng)可以看作是推動(dòng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)性能改善、帶寬增加和密度增大的一個(gè)主要因素。面對(duì)高級(jí)別的東-西/橫向流量和盡可能低應(yīng)用延時(shí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求，門(mén)戶網(wǎng)正從端到端層面促進(jìn)對(duì)完全無(wú)阻塞、線速交換和低延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的需求和應(yīng)用。這也進(jìn)一步推動(dòng)了對(duì)扁平化雙層第二層(L2)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求，這一結(jié)構(gòu)還具備足夠強(qiáng)大的緩沖性能，以便處理隨時(shí)隨處可能產(chǎn)生的脈沖應(yīng)用引起的網(wǎng)絡(luò)流量高峰。

此外，門(mén)戶網(wǎng)也促進(jìn)了線速40GbE和100GbE交換性能，可擴(kuò)展至成百上千個(gè)線速10GbE端口性能的高性能、高密度數(shù)據(jù)中心核心平臺(tái)的需求增長(zhǎng)。