基于云計算的網絡技術研究

符龍生

【關鍵詞】云計算 網絡技術 計算機

隨著科學技術的快速發展，云計算在最近幾年出現，并且引起了業界高度關注。作為一種網絡服務模式，云計算就是對各種IT能力，利用網絡來實現對其的靈活調用。作為云計算的基本載體，數據中心隨著信息量的急劇膨脹面臨著巨大壓力。而對于當前的云計算來說，傳統的數據中心網絡已經失去優勢，云計算向網絡技術提出了更高要求，因此本文以網絡技術為研究對象，來探究云計算環境下的網絡技術。

1 云計算網絡技術框架

數據中心是承載云計算業務的關鍵部分，也可以說是一種重要的載體。隨著云計算的逐步發展，數據中心也在進行一步一步的演進，而且逐漸呈現出綠色化、虛擬化以及規模化的特點。由于云計算數據中心的主要目的就是對云計算業務進行承載，所以從其所呈現出來的新特點就可以看出，數據中心在隨著云計算的發展而進行相應的變革。另外，基于傳統數據中心來看，其運用的組網模式是對IP網絡層次化匯聚模式的沿用，并且通過交換機（以太網、核心、匯聚等交換機）將IT設備，如數據庫以及業務等服務器連接至互聯網。“南北向”流量是傳統數據中心的特點，而其“東西向”流量在服務器之間則非常小。因為傳統數據中心大部分是對交互數據的處理，即服務器與互聯網用戶之間的數據。所以，傳統數據中心采取這種組網模式較為合適。但是，隨著云計算的發展，其橫向流量比重逐漸增大以及大規模計算的特點，就要求更新數據中心網絡框架。

如圖1所示，基于網絡業務到終端，云計算數據中心網絡框架可以分為四個部分，即：數據中心之間、虛擬機之間、用戶與數據中心之間以及服務器之間。其中，位于數據中心內部的是服務器之間以及虛擬機之間。

1.1數據中心之間

利用城域網的核心層來對同一城域內數據中心之間的網絡進行互聯，而利用骨干網來對不同城域間的數據中心進行互聯。云業務的規模隨著云計算數據中心的革新而不斷得以擴大，因此有些規模性的云業務就對數據中心提出了要求，即要求位于不同的數據中心，而這就需要搭建二層網絡，而且要將其搭建在網絡跨數據中心機房內。

1.2 虛擬機之間

我們所說的虛擬機之間，一般指的是物理服務器內的網絡，他也可以稱之為雪泥機本地互訪網絡，主要由虛擬交換機（位于軟件層面）來實現對網絡技術的承載。

1.3 用戶與數據中心之間

利用城域網來進行互聯，這是用戶與數據中心之間傳統上的連網方式。隨著云計算業務的逐步發展，在數據中心內進行逐步集中部署，會使得用戶與數據中心之間的流量增大，而這就要相應的增大其承載網絡寬帶，且還要向著更加智能的方向發展，從而能夠提供不同性能的管道服務，以便適應更加豐富的云計算業務。另外，用戶還要考慮在不同需求下，快速切換不同數據中心的問題，尤其是當服務被多個數據中心同時提供時，更應該注重這一問題。

1.4 服務器之間

利用交換機來進行物理服務器之間網絡的互聯，其主要包含有橫向和縱向的流量。其中，橫向流量是數據中心分布計算的核心。一般在二層網絡內來實現服務器之間的橫向遷移以及虛擬機的交換。因此，這就需求大二層網絡的組網模式。

2 基于云計算的網絡技術分析

2.1 數據中心二層互訪網絡技術

樹狀三層網絡架構是數據中心一般情況下所采用的網絡架構，其分為三層，即接入層、匯聚層與核心層。當樹狀結構的不同分支上存在兩個服務器時，必須通過核心層轉發才能夠實現兩者之間的互訪，但是這使得時延大大增加，導致在云計算下三層網絡架構已經不能很好的滿足橫向流量的性能需求。為了解決這一問題，必須對數據中心網絡結構進行扁平化處理，實現接入層、匯聚層與核心層三層到接入層與核心層二層結構的轉變，從而使得服務器互訪性能得以提升，這就是所謂的數據中心二層互訪網絡技術，它是對樹狀三層網絡架構的更新和升級。

2.2 虛擬機本地互訪網絡技術

當前，對于虛擬機在同一臺物理服務器內的二層網絡互訪問題，業界正在利用虛擬交換器進行處理，而傳統的接入交換機則負責處理跨物理服務器的虛擬機互訪問題。服務器內部是虛擬交換機的運行環境，而且基本上是由純軟件來實現，不僅操作簡單，而且使用方便。但是，同時它也存在兩個問題：第一，性能問題。vSwitch隨著虛擬機網絡流量的增大會占用越來越多的CPU，從而使得支持虛擬機的服務器能力大大降低。虛擬機本地互訪網絡技術的出現，成功的解決了這一問題。其中，VEPA和多通道技術，兼容了 vSwitch 實現，它由外部接入交換機來實現對虛擬機報文的處理，利用外部接入交換機能夠將同一臺物理服務器之間的報文送回原服務器，從而使得報文轉發得以實現。總之，虛擬機本地互訪網絡技術，滿足了服務器互訪性能的需求。

2.3 用戶接入網絡技術

用戶接入數據時，跨數據中心的二層網絡構建會存在以下幾個問題：第一，用戶如何將虛擬機由數據中心A快速切換到數據中心B；第二，當網絡進行多站點分布計算時，用戶如何選擇數據接入中心。IP地址在虛擬機跨數據中心遷移時是保持不變的，從而使得這一技術變的非常復雜。目前，對這一問題的解決，主要是最新的LISP路由發現技術，其是一種名址分離網絡技術，屬LpinIP協議。通過兩層IP封裝，該技術能夠保持內層IP地址在虛擬機跨數據中心遷移時不發生任何變化，從而實現最新數據中心用戶訪問的精確定位，并使得路由最優化。

3 結語

綜上所述，網絡技術隨著云計算大規模的落地實施而逐漸明晰，因此，對基于云計算環境下的網絡主流技術的分析和研究將是業界的一個熱點，而云計算網絡技術未來的發展方向，如SDN 技術等，值得我們關注。

參考文獻

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