云計算環境下的網絡技術研究

摘 要：隨著計算機技術的不斷發展，云計算也開始被各個領域關注，在大數據時代已經來臨的今天，海量數據已經成為了許多決策實踐之前最重要的參考資料，文章詳細介紹了在云計算環境下的網絡技術體系的框架、云計算環境下網絡技術的現狀，以及對將來云計算網絡建設的建議。

關鍵詞：云計算；網絡技術；虛擬機

前言

云計算是隨著網路技術、電子計算機技術不斷發展產生的信息服務模式，主要是通過互聯網技術對用戶所需要的信息進行靈活性搜集、梳理與傳遞，在提供服務的過程中主要利用分布計算的模式進行，將虛擬化作為主要運行的手段，將互聯網中的多種資源進行集成化的處理，滿足用戶的需求。云計算對于社會各個領域來說都有著重要的作用，但是伴隨科學技術的不斷發展，云中的數據呈現海量增加的發展態勢，傳統數據“集散中心”已經不能適應如今的云計算環境的需要，這個矛盾的積極之處在于可以催發云計算的新技術的研究，推動了網絡技術的發展。

1 云計算環境下網絡技術體系的框架

數據中心是云計算的基本載體，而數據計算機是數據中心里面最重要的部分。云計算在最近幾十年間不斷的發展創新，已經取得了很顯著的成果，在其更新、發展、變化的歷程中，逐步體現出了全新的特征，如虛擬化特征等。云計算在互聯網上的廣泛應用，促進在其環境下的網絡技術進行發展創新，例如交換機、路由器等設備的接入技術。云計算的流量特點是橫向的流量比重比較大，云計算所應用的網絡交互基本上可以分為以下四種類型：第一，服務器與服務之間的交互作用；第二，不同虛擬機之間的交互作用；第三，用戶與所需求的資源之間的交互；第四，數據與數據之間的交互。

2 云計算環境下網絡技術現狀

2.1 云計算環境下網絡技術面臨的新問題

2.1.1 虛擬機流量監控帶來的新問題

虛擬機的大量建造可以解決網絡資源不足的問題，但是大量建造虛擬機的缺點是流量不好監控，在同一個計算機上，即使不同的虛擬機之間的流量在關閉之后依然會混雜在一起的情況，這就極其容易出現難以分離的現象[1]。

2.1.2 網絡規模擴大帶來的新問題

隨著大數據時代的來臨，用戶需要的數據越來越多，如今的網絡技術達不到用戶的要求，加之，現有的網絡設備已經比較陳舊和落后，不能滿足越來越大的網絡規模，所以，現有的網絡技術和網絡設備都必須不斷提高，而且要建立這兩者的二層網絡交換，這樣才能達到互聯網用戶的要求，為用戶提供更優質的服務，但是現在的情況是國家還沒有統一的標準，而且互聯網的網絡穩定性還需要提高。

2.2 云計算環境下的網絡新需求

云計算包含兩種計算模式，一種是一虛多，另一種是多虛一。云計算的演進過程是這樣的，剛開始是網格計算，然后才發展成分布式計算。多虛一的計算模式是指通過使用多臺服務器去完成一臺超級服務器的計算任務。一虛多的計算模式是指將一臺實際存在的計算機利用多個虛擬化的服務系統進行處理，從而使得網絡中數據資源能夠得到最優化配置。上述兩種計算模式使得網絡上出現諸多問題，同時對于科學技術提出了全新的要求。云計算環境下的網絡需求可以歸納為五點：第一，需要所使用的網絡具有超大的容量，能夠支持不同虛擬機共同運行。第二，需要網絡具有一定的動態性特征，保證虛擬機的運行得到有效支持。第三，必須保證虛擬機所使用的流量能夠在實時的監管中運行。第四，需要網絡系統跨數據中心的二層網絡可達[2]。第五，需要建設高效無收斂或者低收斂的二層網絡。

2.3 云計算環境下網絡技術的探討

2.3.1 虛擬機本地互訪網絡

在一般情況下，虛擬交換機必須在服務器內部運行，主要依靠軟件而不是硬件實現網絡互訪。非常簡單直接是通過虛擬機實現本地網絡互訪的主要優點，但是缺點也存在，主要有以下兩點，一是不能監控虛擬機之間的流量，不能監控流量的原因是現在的網絡系統太過于落后，很難做到對流量的監控。二是隨著網絡系統流量的增加，虛擬機的性能會增加服務器處理中心的負擔，同時使虛擬機性能變差。為了把這些缺點解決掉，出現了兩個技術標準。一個是IEEE的802.1Qgb Edge Virtual Bridging，另一個是IEEE的802.1Br Bridge Port Extension。現在，這兩種標準還不夠完善，僅僅處于發展的階段。這兩個標準哪個更適合現在的網絡技術還需要通過科學實踐深入研究論證[3]。

2.3.2 數據中心的二層互訪網絡

目前，云計算環境下的數據中心普遍采用的是樹狀三層網絡架構，這種三層網絡架構已經不太適合當前的服務器了，因為這種架構存在著很多缺點，例如當兩個服務器處于數據中心的不同分支時，完成這兩個服務器之間的網絡交互必須通過核心層來完成，這會浪費許多的時間。而且，就算為這種樹狀三層網絡架構添加防火墻設備，這就相當于在結構中增加一個VLAN，當VLAN下單虛擬機超出范圍，虛擬機就會出現故障。為了解決以上的問題，唯一的辦法是把樹狀三層網絡架構轉化為樹狀二層網絡架構，這種辦法簡化了網絡結構，增強了數據中心服務器的能力，可以保證虛擬機的正常遷移。

3 對于將來云計算環境下網絡發展的建議

在當前的云計算環境下，互聯網用戶對于網絡技術有著更高的要求，但是目前的網絡技術還不夠完善，網絡設備比較落后，所以以后的云計算環境下的網絡發展需要在這幾部分上下功夫，特別是在技術開發中，開發人員要明白傳統的技術發展跟不上技術進步的形式。但是從長遠看，新技術能夠適應技術需求，其中可以預測的是，同樣的一個需求能夠由很多不同的技術來完成，但是并不能確定這幾種技術中，哪種技術能夠占據主導的地位。即便如此，開發人員也要做好準備工作，這樣才能方便新技術的開發。在將來的云計算網絡發展中，要盡快把數據中心以往的三層結構轉換為二層結構，這樣做的原因是目前的計算機產品已經可以支持二層結構了，把三層結構轉化為二層結構以后能有利于以后向TRILL/SPB技術演進。業界目前普遍不認同數據中心之間的大規模遷移，所以要盡可能避免多次在幾個數據中心大規模遷移數據，以防止由于意外或不可抗力造成傳輸失敗，但是從國外的云計算環境下的網絡技術現狀來看，國外的數據中心之間的數據流量每年都有一定量的增加。我國未來的網絡技術要盡快地完成數據中心之間的光纖直連。對于現有的科技發展來說，一個數據中心內部可能只以單一廠商設備為主，不同的數據中心可以部署不同廠商的設備。

4 結束語

隨著大數據時代的到來，云計算的不斷發展對網絡技術的要求已經越來越高，越來越苛刻。為了適應云計算的進步和云計算用戶的更高要求，目前的一些網絡設備需要更新換代，一些落后的網絡技術需要不斷創新，與計算虛擬化和存儲虛擬化相比，云計算環境下的網絡虛擬化技術更加多樣化，但是也更加稚嫩。文章已經探究了云計算環境下網絡技術中帶來的一些新要求和新問題，網絡技術在將來還要不斷創新，促進云計算繼續健康穩定的發展。

參考文獻

[1]徐雷，張云勇，吳俊，等.云計算環境下的網絡技術研究[J].通信學報，2012，33（294S1）：216-221.

[2]李小玲.云計算環境下基于虛擬網絡的資源分配技術研究[D].國防科學技術大學，2013，6.

[3]劉璇.云計算環境下的網絡技術中的應用[J].網絡安全技術與應用，2015，7（17103）：81-83.