未来数据中心网络必需的三大件

未来数据中心网络必需的三大件短短几年间，很多人从不知道什么是SDN、Trill、VXlan，对这些技术不屑一顾，到现在几乎每个数据中心都在谋求转型，每个从事信息技术的人如果还不知道这些单词是什么就Out了，就像这年头还不用微信一样，跟不上主潮流了。当然这些新技术之所以被提出来，并得到很多人的响应和热捧，是因为随着应用的复杂化，人们信息需求不断增加，现有数据中心出现了不少自身无法解决的问题，必须要对现有数据中心进行优化或重建，尤其是数据中心网络要重建。在这样的背景下，催生了很多数据中心网络新技术，这里不乏有一些不切合实际的技术，也有不少只是实验室技术，根本无法实际应用，但是正是有了这些技术探索，逐渐抛弃了一些不合理的，再对合理的不断进行修改，到目前为止可以基本形成一套成熟理论，这套理论基本是未来数据中心网络的样子。未来的数据中心网络包括三大件：SDN、Overlay无状态网络、vDC虚拟私有数据中心。这三大件的核心理念都是围绕着软件、自动化管理，大规模设计的，将人从繁琐的配置中解脱出来，让数据中心网络可以部署更大规模，下面就来好好说一说这三大件。SDN最早为人们所熟知，即软件定义网络。核心理念是将网络功能和业务处理功能与网络设备硬件解耦，变成抽象化的功能，再通过外置的控制器来控制这些抽象化对象。通过把传统网络的紧耦合架构拆分为应用、控制、转发三层分离的架构，网络将不再成为制约业务上线和云效率的瓶颈，而是在完成数据传输任务的同时，也能变得和虚拟化后的计算、存储资源一样，成为一种可灵活调配的资源。在数据中心里，网络技术是最为封闭的一部分，这导致长时间以来网络成为数据中心发展的瓶颈，网络部分的投资也占据了数据中心总投资的很大一部分。SDN的到来就是要打破这种网络的封闭性，让网络走向开放。SDN包含控制器和openflow两大部分，控制器是一个软件，可以对整个网络设备进行管理和控制，管理包括下发转发表项，控制包括对所有网络设备运行状态进行监控。Openflow是控制器与网络设备之间互通的语言，控制器通过Openflow对所有网络设备进行转发表项下发，设备管理。长久以来，人们都希望将数据中心能变成一种更为灵活、便捷、按需索取的资源，通过部署SDN就可以把“软件”从“硬件”平台中解放出来，实现了人们的愿望。Overlay无状态网络技术也是未来数据中心的重要组成部分。Overlay是叠加的意思，即通过在现有网络上叠加一个软件定义的逻辑网络，原有网络尽量不做改造，通过定义其上的逻辑网络，实现业务逻辑，从而解决原有数据中心的网络问题，极大的节省传统用户投资。Overlay是一种将(业务的)二层网络构架在(传统网络的)三层/四层报文中进行传递的网络技术。这样的技术实际上就是一种隧道封装技术。其实在网络技术里已经有了不少的封装技术，比如MPLS、VPLS、GRE等等，那么为什么还需要这样一种新的封装技术呢。Overlay最为关键的是要实现无状态网络，即在多个数据中心之间互访，虚拟机迁移都可以无感知地进行。对于上层应用业务无告知，也许一种业务是多个数据中心同时多个虚拟机提供的，这个在Overlay网络里再正常不过了。Overlay目前包含有三大标准技术，其中当属VXlan技术最受关注，VXlan是思科和VMware共同提出来的，自从被提出来就广受关注。从封装的结构上来看，VXlan提供了将二层网络overlay在三层网络上的能力，VXlanHeader中的VNI有24个bit，数量远远大于4096，并且UDP的封装可以穿越三层网络，比VLAN有更好的扩展性。在数据中心里，Overlay提供了一种解决数据平面转发和多租户隔离的技术手段，而之前说到的SDN，是定义了一种控制和管理的网络架构。两者在未来数据中心里作用并不冲突，而且VXlan技术还是SDN部署的必要条件，只有部署了VXlan才能上SDN，两者可以有机地结合，共同发挥作用。未来的数据中心有了SDN和Overlay，是不是就够了?当然不够。还有一个重要的组成部分，那就是vDC虚拟私有数据中心。vDC虚拟私有数据中心其实包含很多内容，安全的虚拟化，服务器的虚拟化以及网络的虚拟化，对数据中心全面做虚拟化。vDC虚拟私有数据中心网络部分的典型技术目前是VMware的Neutron网络技术。Neutron目的是为OpenStack云更灵活地划分物理网络，在多租户环境下提供给每个租户独立的网络环境。另外，Neutron提供API来实现这种目标。Neutron中用户可以创建自己的网络对象，如果要和物理环境下的概念映射的话，这个网络对象相当于一个巨大的交换机，可以拥有无限多个动态可创建和销毁的虚拟端口。Neutron是一个站在SDN之上的，提供接近应用层的网络虚拟，偏应用层的技术，是SDN的有效补充。SDN实现的是三层以下的虚拟化，而vDC网络关注的是四到七层的虚拟化。上面讲述的三大件是未来数据中心网络的主要特征，未来的数据中心网络离不开这三大件。当然，目前数据中心网络还相差的比较远，我们甚至找不到一个完成部署一项技术的数据中心。一方面人们认识和接受这些新技术需要一段很长的时间，另一方面是这三大技术也有不少的缺陷，还需要不断优化，以便可以尽快可以实用，不要成为实验室展品。也许要达到三大技术全部部署还要很长的时间，但是这个大趋势已经不可逆转，让我们一起期待那一天的到来。【编辑推荐】诚挚道歉：历数2015年最悲催的技术企业们-网络·安全技术周刊在高海拔地区建数据中心真的节能吗？灾备计划—你的数据中心准备好了吗浅谈数据中心集中式和分布式两大网关方式数据中心建在哪里才最安全？