云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究

摘 要：隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，云計算也開始被各個領(lǐng)域關(guān)注，在大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)來臨的今天，海量數(shù)據(jù)已經(jīng)成為了許多決策實踐之前最重要的參考資料，文章詳細介紹了在云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的框架、云計算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀，以及對將來云計算網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的建議。

關(guān)鍵詞：云計算；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；虛擬機

前言

云計算是隨著網(wǎng)路技術(shù)、電子計算機技術(shù)不斷發(fā)展產(chǎn)生的信息服務(wù)模式，主要是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對用戶所需要的信息進行靈活性搜集、梳理與傳遞，在提供服務(wù)的過程中主要利用分布計算的模式進行，將虛擬化作為主要運行的手段，將互聯(lián)網(wǎng)中的多種資源進行集成化的處理，滿足用戶的需求。云計算對于社會各個領(lǐng)域來說都有著重要的作用，但是伴隨科學技術(shù)的不斷發(fā)展，云中的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)海量增加的發(fā)展態(tài)勢，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)“集散中心”已經(jīng)不能適應(yīng)如今的云計算環(huán)境的需要，這個矛盾的積極之處在于可以催發(fā)云計算的新技術(shù)的研究，推動了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

1 云計算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的框架

數(shù)據(jù)中心是云計算的基本載體，而數(shù)據(jù)計算機是數(shù)據(jù)中心里面最重要的部分。云計算在最近幾十年間不斷的發(fā)展創(chuàng)新，已經(jīng)取得了很顯著的成果，在其更新、發(fā)展、變化的歷程中，逐步體現(xiàn)出了全新的特征，如虛擬化特征等。云計算在互聯(lián)網(wǎng)上的廣泛應(yīng)用，促進在其環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行發(fā)展創(chuàng)新，例如交換機、路由器等設(shè)備的接入技術(shù)。云計算的流量特點是橫向的流量比重比較大，云計算所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)交互基本上可以分為以下四種類型：第一，服務(wù)器與服務(wù)之間的交互作用；第二，不同虛擬機之間的交互作用；第三，用戶與所需求的資源之間的交互；第四，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的交互。

2 云計算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 云計算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的新問題

2.1.1 虛擬機流量監(jiān)控帶來的新問題

虛擬機的大量建造可以解決網(wǎng)絡(luò)資源不足的問題，但是大量建造虛擬機的缺點是流量不好監(jiān)控，在同一個計算機上，即使不同的虛擬機之間的流量在關(guān)閉之后依然會混雜在一起的情況，這就極其容易出現(xiàn)難以分離的現(xiàn)象[1]。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大帶來的新問題

隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，用戶需要的數(shù)據(jù)越來越多，如今的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)達不到用戶的要求，加之，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)比較陳舊和落后，不能滿足越來越大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，所以，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都必須不斷提高，而且要建立這兩者的二層網(wǎng)絡(luò)交換，這樣才能達到互聯(lián)網(wǎng)用戶的要求，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，但是現(xiàn)在的情況是國家還沒有統(tǒng)一的標準，而且互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性還需要提高。

2.2 云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)新需求

云計算包含兩種計算模式，一種是一虛多，另一種是多虛一。云計算的演進過程是這樣的，剛開始是網(wǎng)格計算，然后才發(fā)展成分布式計算。多虛一的計算模式是指通過使用多臺服務(wù)器去完成一臺超級服務(wù)器的計算任務(wù)。一虛多的計算模式是指將一臺實際存在的計算機利用多個虛擬化的服務(wù)系統(tǒng)進行處理，從而使得網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)資源能夠得到最優(yōu)化配置。上述兩種計算模式使得網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)諸多問題，同時對于科學技術(shù)提出了全新的要求。云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)需求可以歸納為五點：第一，需要所使用的網(wǎng)絡(luò)具有超大的容量，能夠支持不同虛擬機共同運行。第二，需要網(wǎng)絡(luò)具有一定的動態(tài)性特征，保證虛擬機的運行得到有效支持。第三，必須保證虛擬機所使用的流量能夠在實時的監(jiān)管中運行。第四，需要網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)跨數(shù)據(jù)中心的二層網(wǎng)絡(luò)可達[2]。第五，需要建設(shè)高效無收斂或者低收斂的二層網(wǎng)絡(luò)。

2.3 云計算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的探討

2.3.1 虛擬機本地互訪網(wǎng)絡(luò)

在一般情況下，虛擬交換機必須在服務(wù)器內(nèi)部運行，主要依靠軟件而不是硬件實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互訪。非常簡單直接是通過虛擬機實現(xiàn)本地網(wǎng)絡(luò)互訪的主要優(yōu)點，但是缺點也存在，主要有以下兩點，一是不能監(jiān)控虛擬機之間的流量，不能監(jiān)控流量的原因是現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)太過于落后，很難做到對流量的監(jiān)控。二是隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)流量的增加，虛擬機的性能會增加服務(wù)器處理中心的負擔，同時使虛擬機性能變差。為了把這些缺點解決掉，出現(xiàn)了兩個技術(shù)標準。一個是IEEE的802.1Qgb Edge Virtual Bridging，另一個是IEEE的802.1Br Bridge Port Extension?，F(xiàn)在，這兩種標準還不夠完善，僅僅處于發(fā)展的階段。這兩個標準哪個更適合現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還需要通過科學實踐深入研究論證[3]。

2.3.2 數(shù)據(jù)中心的二層互訪網(wǎng)絡(luò)

目前，云計算環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心普遍采用的是樹狀三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)不太適合當前的服務(wù)器了，因為這種架構(gòu)存在著很多缺點，例如當兩個服務(wù)器處于數(shù)據(jù)中心的不同分支時，完成這兩個服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)交互必須通過核心層來完成，這會浪費許多的時間。而且，就算為這種樹狀三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)添加防火墻設(shè)備，這就相當于在結(jié)構(gòu)中增加一個VLAN，當VLAN下單虛擬機超出范圍，虛擬機就會出現(xiàn)故障。為了解決以上的問題，唯一的辦法是把樹狀三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)轉(zhuǎn)化為樹狀二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種辦法簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強了數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的能力，可以保證虛擬機的正常遷移。

3 對于將來云計算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的建議

在當前的云計算環(huán)境下，互聯(lián)網(wǎng)用戶對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著更高的要求，但是目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還不夠完善，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備比較落后，所以以后的云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要在這幾部分上下功夫，特別是在技術(shù)開發(fā)中，開發(fā)人員要明白傳統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展跟不上技術(shù)進步的形式。但是從長遠看，新技術(shù)能夠適應(yīng)技術(shù)需求，其中可以預測的是，同樣的一個需求能夠由很多不同的技術(shù)來完成，但是并不能確定這幾種技術(shù)中，哪種技術(shù)能夠占據(jù)主導的地位。即便如此，開發(fā)人員也要做好準備工作，這樣才能方便新技術(shù)的開發(fā)。在將來的云計算網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，要盡快把數(shù)據(jù)中心以往的三層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為二層結(jié)構(gòu)，這樣做的原因是目前的計算機產(chǎn)品已經(jīng)可以支持二層結(jié)構(gòu)了，把三層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為二層結(jié)構(gòu)以后能有利于以后向TRILL/SPB技術(shù)演進。業(yè)界目前普遍不認同數(shù)據(jù)中心之間的大規(guī)模遷移，所以要盡可能避免多次在幾個數(shù)據(jù)中心大規(guī)模遷移數(shù)據(jù)，以防止由于意外或不可抗力造成傳輸失敗，但是從國外的云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀來看，國外的數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)流量每年都有一定量的增加。我國未來的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要盡快地完成數(shù)據(jù)中心之間的光纖直連。對于現(xiàn)有的科技發(fā)展來說，一個數(shù)據(jù)中心內(nèi)部可能只以單一廠商設(shè)備為主，不同的數(shù)據(jù)中心可以部署不同廠商的設(shè)備。

4 結(jié)束語

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，云計算的不斷發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的要求已經(jīng)越來越高，越來越苛刻。為了適應(yīng)云計算的進步和云計算用戶的更高要求，目前的一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要更新?lián)Q代，一些落后的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要不斷創(chuàng)新，與計算虛擬化和存儲虛擬化相比，云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)更加多樣化，但是也更加稚嫩。文章已經(jīng)探究了云計算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中帶來的一些新要求和新問題，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在將來還要不斷創(chuàng)新，促進云計算繼續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻

[1]徐雷，張云勇，吳俊，等.云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究[J].通信學報，2012，33（294S1）：216-221.

[2]李小玲.云計算環(huán)境下基于虛擬網(wǎng)絡(luò)的資源分配技術(shù)研究[D].國防科學技術(shù)大學，2013，6.

[3]劉璇.云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2015，7（17103）：81-83.