數(shù)據(jù)中心按需而建

具有不同架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心適合于不同的應(yīng)用，也各自面臨不同的挑戰(zhàn)。同時，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)也會根據(jù)需求的不同而呈現(xiàn)不同的規(guī)模。只有清晰地掌握了數(shù)據(jù)中心的任務(wù)和對數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵性要求，才能優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的設(shè)計。

“數(shù)據(jù)中心”一詞常常被人們作為一種統(tǒng)稱來描述所有的計算環(huán)境。事實上，不同的服務(wù)要求其應(yīng)用設(shè)計也要具有不同的特點(diǎn)，因此，數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)會存在顯著的差異性。除此之外，對于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)而言，其規(guī)模大小也各不相同，一種規(guī)模很難適應(yīng)所有的需求，所以，當(dāng)終端用戶不斷對數(shù)據(jù)中心的性能提出更高的要求時，數(shù)據(jù)中心的管理人員會覺得非常困難，因為無法找出優(yōu)化并拓展數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的最佳方法來應(yīng)對與日俱增的負(fù)荷，并滿足最終用戶對富媒體或者其他應(yīng)用的需求。

那么，數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用和架構(gòu)都有哪些不同的類型？它們所面臨的挑戰(zhàn)有何差異？這些差異和不同對現(xiàn)在以及未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)備的選擇標(biāo)準(zhǔn)方面有那些影響？

數(shù)據(jù)中心的多樣性

數(shù)據(jù)中心的每種架構(gòu)都針對特定的業(yè)務(wù)模式而設(shè)計，并各自擁有不同的運(yùn)營目標(biāo)和面臨不同的挑戰(zhàn)。目前，主要架構(gòu)包括以下三種不同的形式：

?企業(yè)數(shù)據(jù)中心；

?托管或IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）數(shù)據(jù)中心；

?門戶網(wǎng)或Web2.0數(shù)據(jù)中心。

正是由于數(shù)據(jù)中心類型的不同，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的一些要素也會呈現(xiàn)出顯著的差異。例如，流量是主要產(chǎn)生在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部（東-西/橫向流量），還是客戶機(jī)-服務(wù)器之間（南-北/縱向流量），抑或混合型的（即橫向和縱向流量同時產(chǎn)生）；在核心交換機(jī)和柜頂(ToR)交換機(jī)的流量管理方面，對第二層（L2）和/或第三層（L3）的使用的不同；對存儲技術(shù)的采用不同；服務(wù)器虛擬化程度的不同；以及數(shù)據(jù)中心的整體規(guī)模大?。ㄒ苑?wù)器數(shù)量計算）不一樣等。正是由于數(shù)據(jù)中心類型的不同，企業(yè)在采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備時，需要選擇不同的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。

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(yīng)用。在小型公司中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)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(wù)器數(shù)量往往會在千臺以上。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(yīng)用和服務(wù)的優(yōu)化而建立的，但對于像石油/天然氣勘探、生物科技等垂直細(xì)分市場來說，IT是企業(yè)保持競爭力的戰(zhàn)略要素，需要將高性能集群計算（HPCC）整合進(jìn)其數(shù)據(jù)中心，用于完成具體的科學(xué)分析。此外，有些企業(yè)級數(shù)據(jù)中心是共有的，服務(wù)于多個客戶。在這種環(huán)境中，根據(jù)正在提供的不同應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心會出現(xiàn)橫向和縱向的混合流量。

目前在企業(yè)數(shù)據(jù)中心方面存在著兩種主要趨勢：一是服務(wù)器虛擬化的興起，這有利于資源的更有效利用；二是將基于以太網(wǎng)的局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）和基于光纖通道的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）結(jié)合在一起的聚合式網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展。傳統(tǒng)上，企業(yè)數(shù)據(jù)中心對L2和L3層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的應(yīng)用是混合在一起的，并且對虛擬機(jī)和非虛擬機(jī)的應(yīng)用也是混合的。

門戶網(wǎng)企業(yè)或Web 2.0公司對網(wǎng)絡(luò)的需要則有著非常大的不同，這是因為它們的數(shù)據(jù)中心通常需要提供一些公開的在線服務(wù)，如搜索、游戲或社交網(wǎng)絡(luò)這樣的用戶體驗。門戶類企業(yè)數(shù)據(jù)中心要持續(xù)滿足這樣特定的應(yīng)用服務(wù)，最重要的就是要擴(kuò)大數(shù)據(jù)中心的規(guī)模。由于用戶訪問的應(yīng)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、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)在柜頂層使用L2，在核心層使用L3，并且一般都依靠直接附加存儲（在IP存儲有限的部署情況下）。

托管數(shù)據(jù)中心的規(guī)模是多種多樣的，從由提供全球服務(wù)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(wù)于幾十個客戶的小型數(shù)據(jù)中心。與應(yīng)用程序的設(shè)計無關(guān)，這些數(shù)據(jù)中心是基于服務(wù)等級協(xié)議（SLA）為多個客戶提供不同層面的服務(wù)（IaaS），數(shù)據(jù)流量主要是“南-北/縱向”流通的。這些數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展基本上是通過虛擬化的廣泛使用而實現(xiàn)的，因此，它們依賴于扁平化第二層（L2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來實現(xiàn)虛擬機(jī)（VM）的遷移，而這時往往會產(chǎn)生更多的“東-西/橫向”流量。這些數(shù)據(jù)中心滿足了iSCSI、基于IP的NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）以及其他基于IP存儲協(xié)議的存儲需求。

認(rèn)識到這些多樣性，我們就可以總結(jié)出在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中什么功能最為重要。

網(wǎng)絡(luò)互連需求

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(luò)移動、網(wǎng)絡(luò)添加和網(wǎng)絡(luò)變更等的管理愈加復(fù)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(jìn)了對虛擬網(wǎng)絡(luò)管理簡化技術(shù)的需求，因此，它們需要為網(wǎng)絡(luò)增加虛擬機(jī)可視、添加自動化配置和容量分配等功能，將虛擬網(wǎng)絡(luò)管理化繁為簡。領(lǐng)先的交換機(jī)制造商已經(jīng)為此付出了巨大的努力，此外，標(biāo)準(zhǔn)制定相關(guān)活動的重要性也將日益重要，例如邊緣虛擬橋接標(biāo)準(zhǔn)的制定，將有助于滿足服務(wù)器虛擬化對網(wǎng)絡(luò)提出的要求。

服務(wù)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(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求，該結(jié)構(gòu)由柜頂層和核心層構(gòu)成。這種簡化了的雙層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不僅能夠提高網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行時間，還能更好地適應(yīng)虛擬機(jī)的流動性。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，如多鏈接透明互聯(lián)（TRILL）和虛擬專用局域網(wǎng)服務(wù)（VPLS），將為第二層網(wǎng)絡(luò)帶來更高的擴(kuò)展性。

在企業(yè)內(nèi)部，推動不同的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)匯聚為基于以太網(wǎng)的一體化構(gòu)造也促進(jìn)了對數(shù)據(jù)中心橋接和以太網(wǎng)光纖通道的需求。在特制的柜頂交換機(jī)中，這些標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)倡議也將日益變得不可或缺。

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)可以被看做是推動數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)性能改善、帶寬增加和密度增大的一個主要因素。面對對高級別東-西/橫向流量和盡可能低的應(yīng)用延時網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求，門戶網(wǎng)正在從端到端層面促進(jìn)對完全無阻塞、線速交換和低延時網(wǎng)絡(luò)的需求和應(yīng)用。其實這也進(jìn)一步推動了對扁平化雙層第二層（L2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求，這一結(jié)構(gòu)還具備足夠強(qiáng)大的緩沖性來處理隨時隨地可能產(chǎn)生的脈沖應(yīng)用引起的網(wǎng)絡(luò)流量高峰。此外，門戶網(wǎng)也促進(jìn)了對具備優(yōu)化的線速40GbE和100GbE交換性能、可擴(kuò)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。

對數(shù)據(jù)中心的多樣化有了一定了解之后，才能明白一種規(guī)?；騿我患軜?gòu)不能滿足所有的需求。只有清晰地掌握了數(shù)據(jù)中心的任務(wù)和數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵性要求，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師才能優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的設(shè)計，使其能交付最佳性能，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

作者簡介

徐成達(dá)，F(xiàn)orce10網(wǎng)絡(luò)公司大中國區(qū)總裁。在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域擁有超過30年的經(jīng)驗，目前負(fù)責(zé)Force10網(wǎng)絡(luò)公司在中國的業(yè)務(wù)增長戰(zhàn)略。加盟Force10網(wǎng)絡(luò)公司之前，曾在北電網(wǎng)絡(luò)任職時間超過20年，擔(dān)任該公司的大中華區(qū)首席營運(yùn)官。