基于云計算環(huán)境下的網絡技術研究

胡海鋒

摘要：云計算是指一種基于互聯網現有服務項目的基礎上而增加使用與支付模式等相關因素的虛擬化資源?；谠朴嬎悱h(huán)境下的網絡技術將大大降低企業(yè)信息化的成本，提高信息系統(tǒng)的資源利用率，基于此，本文的研究就是對云計算環(huán)境下的網絡技術的探析。

關鍵詞：云計算；網絡技術；數據

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）18-0018-02

數據中心是云計算的基本載體，云計算環(huán)境下的信息數據膨脹將使得信息數據中心面臨前所未有的挑戰(zhàn)，在此基礎上云計算就向網絡技術提出了新的挑戰(zhàn)，在此過程中也產生了一些新型的技術。

1 基于云計算環(huán)境下網絡技術體系的基本框架

云計算業(yè)務主要的承載地是數據內部中心，數據內部中心將隨著云計算業(yè)務的部署逐級逐步進行發(fā)展，經過多級的發(fā)展后，數據內部中心就會產生一些新的特點，例如云計算數據中心的規(guī)?；c虛擬化等特點，這些特點將促使數據內部中心帶來新的變革。不受云計算業(yè)務影響的數據處理中心大多都是以IP網絡進行組網的，由于傳統(tǒng)的數據處理中心都是用戶與服務器之間進行交換數據的，因此，其比較適合于組網模式，而基于云計算環(huán)境下網絡數據處理中心的橫向流量是傳統(tǒng)數據處理中心的幾倍?；谠朴嬎憔W絡技術體系的框架可以大致的分為：服務器之間、虛擬機之間、數據中心之間、用戶與數據中心之間四個部分，在這個四個數據中心里占據數據中心內部的是虛擬機之間與服務器之間（見圖一）[1]。

（1）服務器之間

云計算網絡技術體系框架下的服務器之間的網絡，網絡的互聯主要是以交換機進行交換的，在此過程中網絡互聯的流量流向有縱向與橫向流量，其中以橫向流量為主進行網絡互聯的是云計算數據中心的分布式計算，在云計算技術體系框架中服務器間的虛擬交換與橫向流量的遷移主要是在二層網絡內進行交換的。

（2）虛擬機之間

云計算網絡技術虛擬機之間網絡的互聯過程也就是虛擬機本地互訪網絡的過程，現階段，虛擬機之間的技術主要是依靠于各個軟件層面的虛擬交換機來進行交換的[2]。

（3）數據中心之間

在同一城市區(qū)域內可以實現數據中心之間網絡的互聯，其主要是以城域網的核心層進行互聯的，而不在同一城市區(qū)域內的，數據中心之間網絡的互聯可以以骨干網來進行互聯。由于與計算數據中心之間網絡的互聯的逐步完善，使得在此基礎上云計算業(yè)務的規(guī)模也逐漸變大，有些有規(guī)模業(yè)務基礎的數據中心集群在網絡互聯的過程中需要在數據中心的不同位置上進行分布，所以搭建二層網絡就顯得尤其重要，二層網絡主要是在網絡跨數據中心機房進行搭建的[3]。

（4）用戶與數據中心之間

用戶與數據中心之間網絡的互聯主要是以同一城市區(qū)域內的城域網進行互聯的，用戶與數據中心之間的網絡互聯將隨著云計算業(yè)務逐級逐步進行部署，為了更好地實現用戶與數據中心之間的互聯，應將云業(yè)務集中部署在數據中心內，增加用于與數據中心之間的流量。在此過程中如果需要增大網絡寬帶，或者是使得網絡寬帶具有一定的智能化，應豐富云業(yè)務，滿足網絡寬大增大的要求。當數據中心之間在進行相互之間的遷移時，終端客戶還需要考慮如何選擇一個數據中心以及如何快速切換兩個數據中心的問題。

2 云計算環(huán)境下的網絡需求

云計算包括有一虛多計算模式和多虛一計算模式，其中一虛多計算模式是指將一臺物理服務器通過虛擬來虛擬化出多個虛擬機的過程中；多虛一計算模式起初是由分布式計算與網格計算來演變而成的一種計算模式形式，其可以運用一臺超級計算機服務器來完成多臺普通服務器能夠完成的計算任務，在云計算的網絡新需求中一虛多和多虛一兩種計算模式的應用使得為網絡技術的發(fā)展帶來更多的挑戰(zhàn)[4]。

（1）橫向流量增大帶來的問題

云計算在計算的過程中，其在進行分布式計算與虛擬機遷移時，容易使得網絡技術體系中的服務器之間的橫向流量大幅度開始增加，以致后期也會使得數據中心的縱向流量也逐漸演變?yōu)闄M向流量。橫向流量相對于縱向流量來說，其事故突發(fā)性較強，在發(fā)生事故的過程中容易對網絡造成阻塞，致使給服務器之間的數據中心內部的通信造成一定的壓力，其對于寬帶的要求相對較高。

（2）虛擬機動態(tài)遷移帶來的問題

在云計算環(huán)境下的網絡技術發(fā)展過程中，將帶動虛擬機動態(tài)遷移技術的發(fā)展，虛擬機動態(tài)遷移技術將提高數據中心運行的靈活性，但是，由于當前的虛擬機動態(tài)遷移技術在進行遷移的過程中需要維持IP地址與MAC地址的不變，當虛擬機動態(tài)遷移技術在發(fā)生遷移后，虛擬機將會受到路由器的阻攔，同時，在此過程中虛擬機動態(tài)遷移技術原有的網絡將與外界不能有任何的聯系，這將無法保障虛擬機遷移的連續(xù)性[5]。所以，為了避免虛擬動態(tài)遷移帶來的種種問題，首先應將所有的虛擬機放置于統(tǒng)一的二層網絡的下面，以此來滿足網絡業(yè)務之間的相關需求。

（3）虛擬機流量監(jiān)控帶來的問題

基于云計算環(huán)境下的網絡技術在應用的過程中，可以實現不同虛擬機之間的流量交換工作，在此過程中vSwitch將實現虛擬機之間的數據交換工作，但是vSwitch的管理范圍是有限的。同一臺物理服務器上的不同虛擬機的流量在離開服務器后其流量還是有可能會混雜在一起，致使并不能很好地處理好多流量情況下多臺虛擬機共同使用一個端口的問題，導致無法實現統(tǒng)一服務器上不同虛擬機之間流量的監(jiān)控[6]。

（4）網絡規(guī)模擴大時帶來的問題

網絡規(guī)模帶來的問題主要是由于服務器與虛擬機數量的大量增加造成的，一般情況下，信息技術的業(yè)界都是以扁平化的二層網絡結構或者是傳統(tǒng)的三層網絡架構來實現數據中心內部的流量交換的，但是，隨著網絡規(guī)模擴大后，扁平化的二層網絡結構的可靠性與延伸性將逐漸變差，這將致使基于云計算環(huán)境下的網絡技術的應用出現一個新的瓶頸。

3 云計算環(huán)境下衍生出的網絡新技術

（1）虛擬機本地互訪網絡

就目前網絡技術的發(fā)展現狀而言，信息技術界的有關人員可以利用虛擬交換機來解決同一服務器上二層網絡結構中不同虛擬機之間的網絡互訪問題，但是，虛擬機在處理此問題的過程中還是存在著兩大問題：即虛擬機之間的流量監(jiān)控問題與性能問題，首先，對于不同虛擬機之間在進行網絡互訪過程中的流量監(jiān)控問題來說，傳統(tǒng)的網管是無法對不同虛擬機網絡互訪過程中進行流量監(jiān)控的，導致虛擬機的互訪網絡的過程中容易引發(fā)一些網絡安全問題；其次，對于不同虛擬機之間在進行網絡互訪過程中的性能問題來說，網絡的流量越大，vSwitch就會占有更多的中心處理器資源，致使降低了服務器對虛擬機的支持力度。為了改善以上的這兩項問題，出現了802.1Qgb Edge Virtual Bridging標準與802.1Br Bridge Port Extension標準，802.1Qgb Edge Virtual Bridging標準對虛擬機中的網卡和交換機鏈路中的多種流量類型都進行了細分，實現了網絡安全的可靠性與同一臺物理服務器之間的報文轉發(fā)。802.1Br Bridge Port Extension標準提出了整套的網絡虛擬化解決方法，其將引入端口擴展技術，并以外部的端口設備就可以實現報文的轉發(fā)，但是其在運用的過程中需要改變虛擬機的硬件設備。由于目前802.1Qgb Edge Virtual Bridging標準與802.1Br Bridge Port Extension標準，802.1Qgb Edge Virtual Bridging標準還處于發(fā)展的階段，所以，還需要進一步的對其進行研究[7]。

（2）數據中心二層互訪網絡

信息技術界的有關人員一般情況下都是利用三層網絡架構進行互訪網絡的，但是三層網絡架構在數據中心的應用并不能滿足云計算環(huán)境下橫向流量的增加，以二層互訪網絡架構來代替三層網絡架構可以提高同一服務器上不同虛擬機之間的網絡互訪性能（見圖二）。三層網絡架構在轉變二層結構的過程中還是有很多的問題需要去避免的，所以說，數據中心二層互訪網絡技術的發(fā)展還需要進一步的得到改善。

（3）用戶接入網絡

數據中心跨站點二層互訪網絡的構建過程中容易出現以下兩個問題：第一，在進行多站點分布計算時，用戶不知道接入哪個數據中心點，增加了用戶選擇接入數據中心點的盲目性；第二，用戶不知道各個數據中心點是如何進行快速切換的。要想解決這兩個問題應運用用戶接入網絡的技術，使得用戶只需通過分析IP就可以接入不同的數據中心，并可以實現用戶對不同數據中心的任意切換[8]。

4 結束語

在云計算環(huán)境下，對網絡技術提出了更高的要求，使得不斷地涌現出了不同的網絡新技術，這些新技術的出現將大的徐靜云計算網絡的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 劉志超.基于云計算環(huán)境下的網絡技術應用現狀及對策[J].網絡安全技術與應用，2017（12）：16+43.

[2] 袁桂芳.云計算環(huán)境下的網絡新技術分析[J].信息通信，2017（11）：192-194.

[3] 朱思淵.云計算環(huán)境下的網絡技術研究[J].西部皮革，2017，39（10）：37.

[4] 黃為.基于云計算環(huán)境下的網絡技術發(fā)展[J].電子技術與軟件工程，2017（7）：25.