Force10公司大中國區(qū)總經(jīng)理 | 徐成達

單一規(guī)模或架構已不能滿足數(shù)據(jù)中心所有的業(yè)務需求，只有清晰掌握數(shù)據(jù)中心的任務和關鍵要求，網(wǎng)絡架構師才能優(yōu)化其設計，交付最佳性能，這一點至關重要。

當終端用戶不斷對數(shù)據(jù)中心的性能提出更高要求時，企業(yè)都會覺得難以找出優(yōu)化并拓展數(shù)據(jù)中心架構的最佳方法以應對與日俱增的負荷，滿足最終用戶對富媒體或者其他應用的需求。那么，針對數(shù)據(jù)中心不同類型的應用和架構，企業(yè)和運營商又該如何應對挑戰(zhàn)？

三種架構挑戰(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：企業(yè)數(shù)據(jù)中心、托管或IaaS數(shù)據(jù)中心、門戶網(wǎng)站或Web2.0數(shù)據(jù)中心。每種架構都是針對特定的業(yè)務模式而設計，同時，它們各自也擁有不同的運營目標和挑戰(zhàn)。正是由于數(shù)據(jù)中心類型不同，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的一些要素也會呈現(xiàn)顯著的差異。首先，流量走勢差異，有的在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部（橫向流量），有的在客戶機與服務機之間（縱向流量），還有的屬于混合型，即橫向和縱向流量同時產(chǎn)生；其次，在核心交換機和柜頂(ToR)交換機的流量管理方面，對第二層（L2）或第三層（L3）的使用不同；第三，對存儲技術的采用不同；第四，服務器虛擬化程度不同；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)中心類型的不同，企業(yè)在選擇網(wǎng)絡技術和設備時，也需要選擇不同的數(shù)據(jù)中心架構。一般來說，一個企業(yè)的數(shù)據(jù)中心需要支持客戶群的多種應用。在小型公司中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的服務器總量一般不超過200臺，相比之下，大型企業(yè)的數(shù)據(jù)中心服務器數(shù)量往往在千臺以上。

數(shù)據(jù)中心的多樣性

雖然大多數(shù)企業(yè)數(shù)據(jù)中心主要是針對公司內(nèi)部IT應用和服務的優(yōu)化而建立，但對于像石油/天然氣勘探、生物科技等垂直細分市場來說，IT是企業(yè)保持競爭力的戰(zhàn)略要素，他們需要將高性能集群計算(HPCC)整合進數(shù)據(jù)中心，用于完成具體的科學分析。除此之外，有些企業(yè)級數(shù)據(jù)中心是共有的，同時服務于多個客戶。在這種環(huán)境下，根據(jù)正在提供的不同應用，數(shù)據(jù)中心會出現(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：一個是服務器虛擬化的興起，這有利于資源的更有效利用；另一個是將基于以太網(wǎng)的局域網(wǎng)絡（LAN）和基于光纖通道的存儲域網(wǎng)絡（SAN）結合在一起的聚合式網(wǎng)絡迅猛發(fā)展。傳統(tǒng)上，企業(yè)數(shù)據(jù)中心對L2和L3層網(wǎng)絡服務的應用是混合在一起的，并且對虛擬機和非虛擬機的應用也是混合的。

門戶網(wǎng)企業(yè)或Web 2.0公司對網(wǎng)絡的需要則有著非常大的不同，這是因為其數(shù)據(jù)中心通常需要提供一些公開的在線服務，如搜索、游戲或社交網(wǎng)絡類似的用戶體驗。門戶類企業(yè)數(shù)據(jù)中心要持續(xù)滿足這樣特定的應用服務，最重要的就是要擴大數(shù)據(jù)中心的規(guī)模。由于用戶訪問的應用程序和內(nèi)容來自不同的資源端，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（在IP存儲有限的部署情況下）。

托管數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也是多種多樣的，從由提供全球服務的幾十個分支數(shù)據(jù)中心組成的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心到僅服務于幾十個客戶的小型數(shù)據(jù)中心。與應用程序的設計無關，這些數(shù)據(jù)中心是基于服務等級協(xié)議（SLA）為多個客戶提供不同層面的服務（IaaS），數(shù)據(jù)流量主要“南-北/縱向”流通的。這些數(shù)據(jù)中心的擴展主要是通過虛擬化的廣泛使用而實現(xiàn)的。因此，他們依賴于扁平化第二層（L2）網(wǎng)絡拓撲結構來實現(xiàn)虛擬機（VM）的遷移，而這時候往往會產(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)小型計算機系統(tǒng)接口）、基于IP的NFS（網(wǎng)絡文件系統(tǒng)），以及其他基于IP存儲協(xié)議的存儲需求。

網(wǎng)絡互聯(lián)需求

虛擬化非常重要，因為它能夠提高資源利用率。然而，虛擬化也使得對網(wǎng)絡移動、網(wǎng)絡添加和網(wǎng)絡變更等管理愈加復雜。企業(yè)和托管數(shù)據(jù)中心對虛擬化的依賴極大地促進了對虛擬網(wǎng)絡管理簡化技術的需求，因此他們需要為網(wǎng)絡增加虛擬機可視、添加自動化配置和容量分配等功能，將虛擬網(wǎng)絡管理化繁為簡。領先的交換機制造商已經(jīng)為此付出巨大努力，除此之外，標準制定等相關活動的重要性也將日益增加，例如邊緣虛擬橋接標準的制定，將有助于滿足服務器虛擬化對網(wǎng)絡提出的要求。

服務器虛擬化在企業(yè)和托管數(shù)據(jù)中心中的快速增長，還帶動了對扁平化第二層（L2）網(wǎng)絡拓撲結構的應用需求，該結構由柜頂層(ToR)和核心層構成。這種簡化了的雙層網(wǎng)絡架構不僅能夠提高網(wǎng)絡的正常運行時間，還能更好地適應虛擬機的流動性。相關標準的制定，如多鏈接透明互聯(lián)（TRILL）和虛擬專用局域網(wǎng)服務（VPLS），將為第二層網(wǎng)絡帶來更高的擴展性。

作為最大的也是最專業(yè)的數(shù)據(jù)中心類型之一，門戶網(wǎng)可以看作是推動數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡性能改善、帶寬增加和密度增大的一個主要因素。面對高級別的東-西/橫向流量和盡可能低應用延時網(wǎng)絡架構的需求，門戶網(wǎng)正從端到端層面促進對完全無阻塞、線速交換和低延時網(wǎng)絡的需求和應用。這也進一步推動了對扁平化雙層第二層(L2)網(wǎng)絡拓撲結構的應用需求，這一結構還具備足夠強大的緩沖性能，以便處理隨時隨處可能產(chǎn)生的脈沖應用引起的網(wǎng)絡流量高峰。

此外，門戶網(wǎng)也促進了線速40GbE和100GbE交換性能，可擴展至成百上千個線速10GbE端口性能的高性能、高密度數(shù)據(jù)中心核心平臺的需求增長。