基于SDN的異地校區云數據中心的整合

◆劉 露 楊秀云 郭 磊 王玉軍 劉 正

基于SDN的異地校區云數據中心的整合

◆劉 露 楊秀云 郭 磊 王玉軍 劉 正

（泰山醫學院 山東 271016）

隨著各大高校信息化建設的不斷發展，云計算數據中心的規模不斷壯大，承載的業務也越來越多，數據大整合已成為一個明顯的趨勢。將SDN技術運用到異地校區的云計算數據中心，可以促使資源完全自動化的部署得以實現，促使計算、存儲和網絡的進一步整合，并使云計算數據中心具有隨時增加新業務的能力。方便管理者對數據中心的管理，并降低了運營成本。本文在對SDN技術及云計算介紹的基礎之上，以SDN技術在本校云計算數據中心的實際應用為例，闡述了采用SDN整合異地校區云數據中心，不但能使異地校區的可用資源得以充分利用，而且有利于高校管理者對云計算數據中心的管理。

云計算；數據中心；軟件定義網絡；虛擬化

0 前言

隨著云計算技術在高校的大規模應用，傳統數據中心的網絡不能充分的滿足現有網絡的需求。通過在數據中心的物理服務器上安裝虛擬化軟件及其管理軟件就可實現對計算和存儲資源的池化與管理。但是，云計算環境需要將計算、存儲和網絡整合在一起，網絡設備虛擬化以及網絡資源動態靈活的按需分配。很顯然，當前數據中心的網絡很難滿足上述要求。以本校為例，本校共有兩個校區，兩個校區數據中心之間的業務需要租用第三方的光纖/傳輸資源，費用極高,資源利用率很低。并且，兩個數據中心之間互相訪問,資源和業務的擴展受限于單個物理的數據中心。

因此，如何實現異地校區網絡的動態調控、構建一個邏輯上統一的云數據中心以實現各種資源的整合，將是現代高校異地數據中心建設重點考慮的問題。

1 目前本校云計算數據中心存在的問題

目前我校云計算數據中心在資源配置、管理和安全方面存在一些問題。具體如下:

（1）數據中心資源池內部設備眾多,網絡特征比較復雜,機房運維人員基于點對點的手工配置速度很慢,嚴重制約了業務快速上線。

（2）資源利用率低，網絡與虛擬機之間的快速協同很難實現，按需調整帶寬非常困難。

（3）在云計算環境下，資源高度的虛擬化，應用程序與組件的依賴關系是多對多的，若一個應用程序出了故障，難以快速準確的定位是哪一個組件出現了問題。

（4）高校對存儲設備最根本的要求是安全和穩定性，IT設備的生命周期一般是3～5年，當高校部署云之后，必然要將數據從原來的主存儲系統遷移到新的云存儲系統，這個遷移的過程會產生極大的安全隱患，如果操作不當可能會導致數據丟失。

（5）由于是兩個校區，數據中心分散，導致業務部署難度大，維護效率低。

基于軟件定義網絡的異地校區數據中心解決方案將軟件定義網絡技術應用到數據中心，構建一個邏輯上統一的云數據中心，彌補了跨校區云計算數據中心的短板，使計算資源、存儲資源和網絡資源進一步整合、池化。實現真正意義上的資源完全自動化部署、實時資源調度和網絡故障快速排除，同時具備了隨時增加新業務的潛力，很好的契合了新一代數據中心的要求，為云計算數據中心運維者降低維護成本。

2 SDN簡介

SDN（Software Defined Network）軟件定義網絡，是一種新型的數據網絡創新架構。在SDN架構中，一方面將網絡中的控制平面從傳統的網絡設備上分離出來進行集中管理，并提供面向應用程序標準的API；另一方面對網絡設備上的轉發平面進行統一的轉發模型化，使網絡基礎設施抽象化，可以將網絡看作一個虛擬實體。由于網絡控制平面集中，根據不同網絡的功能和特性，網絡設計人員可以通過規范的編程環境進行可編程化、自動化的網絡管理，使得網絡的控制變得更加靈話，可以根據業務需求動態調整網絡策略，提高了網絡功能的可擴展性。

SDN的網絡體系結構分為3層:應用層、控制層和基礎設施層。如圖1所示。