為用戶構(gòu)建下一代網(wǎng)絡(luò)

“VMware可以解決私有云問題，Amazon AWS可以解決公有云的問題，而在公有云、私有云這兩個方面都有一個完整、可靠的解決方案的，我相信只有我們能做好”。青云QingCloud CTO甘泉平靜而堅定的話語擲地有聲。

甘泉能夠如此自信，源于QingCloud網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的SDN/NFV 2.0成功升級給QingCloud帶來的幾乎無限的水平擴展能力，以及由此給QingCloud帶來的在公有云和私有云領(lǐng)域進(jìn)一步鞏固其領(lǐng)先地位的契機。

原有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的挑戰(zhàn)

雖然基于SDN/NFV 1.0網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的QingCloud擁有眾多用戶，但是隨著用戶規(guī)模的逐漸擴大，QingCloud在運營的過程中發(fā)現(xiàn)，如果網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不做改變，未來將會面臨非常大的挑戰(zhàn)。

青云QingCloud CTO 甘泉

甘泉表示，QingCloud從2013年上線至今，經(jīng)過兩年多的發(fā)展，QingCloud的用戶在規(guī)模上有了質(zhì)的變化，而且從現(xiàn)在的用戶規(guī)模發(fā)展的趨勢來看，很快就會有超級用戶落戶QingCloud。這些超級客戶可能會有上千臺物理機的規(guī)模，從而使得虛擬機的規(guī)模達(dá)到上萬臺。而面對上萬臺虛機規(guī)模的部署，QingCloud現(xiàn)在的SDN/NFV 1.0網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)就會遇到很大的挑戰(zhàn)。

首先，青云QingCloud的SDN/NFV 1.0網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)是對物理網(wǎng)絡(luò)的模擬。所以青云QingCloud的SDN/NFV 1.0網(wǎng)絡(luò)是一種樹狀結(jié)構(gòu)。樹狀結(jié)構(gòu)在中小規(guī)模部署的時候沒有問題，這是為什么QingCloud的SDN/NFV 1.0網(wǎng)絡(luò)能夠一直用到現(xiàn)在的原因。然而，當(dāng)大規(guī)模部署成為現(xiàn)實的時候，這種樹狀結(jié)構(gòu)就會導(dǎo)致節(jié)點之間的交互、延遲越來越高，整個系統(tǒng)的性能也會隨之快速降低。這是QingCloud的SDN/NFV 1.0網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)最根本的一個問題，除非對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行改變，否則無法從根本上解決這個問題。此外，對于私有云用戶而言，他們通常會把虛機當(dāng)作物理機來用。這樣的話，用戶將不能忍受IP的改變。因為對于物理主機而言，IP地址是這臺機器的惟一標(biāo)識，因此，在虛擬環(huán)境中，用戶也需要每臺虛擬機的IP地址固定，即使該虛機在虛擬環(huán)境中隨意遷移。這在小規(guī)模部署的時候，矛盾并不突出，但在大規(guī)模部署時，面對成千上萬臺需要保持IP地址不變的虛機，這將是一個巨大的挑戰(zhàn)。

其次，從功能性的要求方面來說，青云QingCloud的SDN/NFV 1.0虛擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和物理網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)并沒有本質(zhì)上的區(qū)別，整個虛擬網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)也是通過虛擬的交換機或者路由器來進(jìn)行鏈接。這樣虛擬網(wǎng)絡(luò)中所有的流量最終都會集中在某一個虛擬路由器上，而這個虛擬路由器的性能將會對整個系統(tǒng)的性能產(chǎn)生巨大影響。所以，可以想象，當(dāng)大規(guī)模部署發(fā)生的時候，這臺虛擬路由器有限的性能將會成為整個系統(tǒng)的瓶頸。

因此，QingCloud必須對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行變革，搭建新一代的網(wǎng)絡(luò)來適應(yīng)用戶未來的需求。

新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)運而生

為了適應(yīng)未來的挑戰(zhàn)，青云QingCloud提出了新一代網(wǎng)絡(luò)的三大目標(biāo)：第一，新一代網(wǎng)絡(luò)要能適應(yīng)超大規(guī)模的部署要求；第二，新一代網(wǎng)絡(luò)要有接近物理硬件的虛擬網(wǎng)絡(luò)性能；第三，新一代網(wǎng)絡(luò)要功能完善，適應(yīng)各種組網(wǎng)的需求。

基于以上需求，Qing Cloud SDN/NFV 2.0應(yīng)運而生。QingCloud SDN/NFV 2.0可以實現(xiàn)幾乎無限的水平擴展，虛擬機可以在集群里任意遷移，而IP地址保持不變。同時，QingCloud大型的VPC能力，可以在保證性能的情況下，讓多達(dá)6萬臺虛擬機實現(xiàn)可用。

甘泉表示，QingCloud SDN/NFV 2.0接近物理硬件的網(wǎng)絡(luò)性能主要是通過將智能下移至Linux Kernel層來實現(xiàn)。通過在Linux Kernel層實現(xiàn)智能，使得虛擬機之間的網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)最優(yōu)路徑，摒棄了對軟交換機和軟路由器的依賴。同時，將所有智能控制集中在Linux Kernel層，大幅提升了網(wǎng)絡(luò)的性能，并且不會隨著規(guī)模的擴大而降低性能。

QingCloud SDN/NFV 2.0能夠同時保證公網(wǎng)IP全網(wǎng)綁定。即公網(wǎng)IP不僅能夠綁定基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的主機，也可以綁定私有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機。通過QingCloud SDN/NFV 2.0的支持，在QingCloud創(chuàng)建的任何一臺虛擬主機都可以直接綁定公網(wǎng)IP，這樣私有網(wǎng)絡(luò)跟Internet之間就可以得到幾乎無限的帶寬，同時，這些私有網(wǎng)絡(luò)之間還可以實現(xiàn)水平的擴展。此外，負(fù)載均衡器也一樣可以做到全網(wǎng)直達(dá)，并且私有網(wǎng)絡(luò)的每一臺主機都可以綁定防火墻。

甘泉表示，實際上，青云QingCloud新一代的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)SDN/NFV 2.0相對于1.0從架構(gòu)原理上來說沒什么太大的變化，只是在實現(xiàn)細(xì)節(jié)上發(fā)生了變化。

首先，QingCloud SDN/NFV 2.0將QingCloud SDN/NFV 1.0的二層網(wǎng)由原來的樹狀結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)了所有的交換和通訊都是點對點的。即虛擬主機之間、控制器之間的通訊都是點對點的，不再通過第三方來實現(xiàn)，從而大大提升了通訊效率。

其次，QingCloud SDN/NFV 2.0將QingCloud SDN/NFV 1.0 的 VR（Virtual Router，虛擬路由器）拆分成了一個ER（Edge Router，邊緣路由器）以及若干個DR（Distributer Router，分布式路由器），這些DR和一個ER實現(xiàn)了以前一個VR的功能。同時，在控制層面，將一個VPC的控制器分解成若干個分布式控制器，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)性能的水平擴展。

第三，相對于QingCloud SDN/NFV 1.0，在 QingCloud SDN/NFV 2.0中，EIP、公網(wǎng)IP不僅可以綁定在ER（Edge Router）上，更可以直接綁定到VM上。這就使得整個網(wǎng)絡(luò)的通道變得非常寬廣，整個網(wǎng)絡(luò)的效率也有了一個質(zhì)的變化。

簡單的講，QingCloud的SDN/NFV 2.0版本相對于1.0版本的重要變化就是使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)取代樹狀網(wǎng)絡(luò)；分布式網(wǎng)關(guān)取代傳統(tǒng)的集中式路由器，分散流量到每個計算節(jié)點；基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)。

通過這些實現(xiàn)細(xì)節(jié)的改變，青云QingCloud獲得了水平擴展的能力，從而給系統(tǒng)提供了近乎無限的性能擴展能力，解決了未來大規(guī)模部署遇到的難題。同時由于使用了分布式控制器，青云QingCloud將不需要用戶擁有支持SDN/NFV 2.0的交換機或路由器，這就使得用戶的網(wǎng)絡(luò)變得靈活而具有彈性，并且不會依賴于任何廠商的硬件，從而在保護(hù)IT投資的同時又避免了廠商綁定。

甘泉透露，采用全新SDN/NFV 2.0架構(gòu)部署的北京三區(qū)將會在近期對用戶全面開放，北京三區(qū)不僅在內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上有所變化，在機房結(jié)構(gòu)上有了很大的變化，同時，還具備了更強的抗DDoS能力。青云QingCloud相信這個新的采用SDN/NFV 2.0網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的北京三區(qū)會對所有私有云用戶具有非常強烈的吸引力。同時，從2016年起，青云QingCloud的私有云以及公有云都會采用新的SDN/NFV 2.0網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來部署。

甘泉最后表示，青云Qing Cloud之所以要做SDN/NFV 2.0，絕不是為了噱頭，只是為了更好滿足用戶的需求，無論過去、現(xiàn)在和未來，青云QingCloud都將遵循這一理念繼續(xù)的走下去。