短短幾年間,很多人從不知道什么是SDN、Trill、VXlan,對這些技術不屑一顧,到現(xiàn)在幾乎每個數(shù)據(jù)中心都在謀求轉型,每個從事信息技術的人如果還不知道這些單詞是什么就Out了,就像這年頭還不用微信一樣,跟不上主潮流了。
當然這些新技術之所以被提出來,并得到很多人的響應和熱捧,是因為隨著應用的復雜化,人們信息需求不斷增加,現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)了不少自身無法解決的 問題,必須要對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心進行優(yōu)化或重建,尤其是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡要重建。在這樣的背景下,催生了很多數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡新技術,這里不乏有一些不切合實際的技 術,也有不少只是實驗室技術,根本無法實際應用,但是正是有了這些技術探索,逐漸拋棄了一些不合理的,再對合理的不斷進行修改,到目前為止可以基本形成一 套成熟理論,這套理論基本是未來數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的樣子。未來的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡包括三大件:SDN、Overlay無狀態(tài)網(wǎng)絡、vDC虛擬私有數(shù)據(jù)中心。這三大件的核心理念都是圍繞著軟件、自動化管理,大規(guī)模設計的,將人從繁瑣的配置中解脫出來,讓數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡可以部署更大規(guī)模,下面就來好好說一說這三大件。
SDN最早為人們所熟知,即軟件定義網(wǎng)絡。核心理念是將網(wǎng)絡功能和業(yè)務處理功能與網(wǎng)絡設備硬件解耦,變成抽象化的功能,再通過外置的控制器來控制這 些抽象化對象。通過把傳統(tǒng)網(wǎng)絡的緊耦合架構拆分為應用、控制、轉發(fā)三層分離的架構,網(wǎng)絡將不再成為制約業(yè)務上線和云效率的瓶頸,而是在完成數(shù)據(jù)傳輸任務的 同時,也能變得和虛擬化后的計算、存儲資源一樣,成為一種可靈活調配的資源。在數(shù)據(jù)中心里,網(wǎng)絡技術是最為封閉的一部分,這導致長時間以來網(wǎng)絡成為數(shù)據(jù)中 心發(fā)展的瓶頸,網(wǎng)絡部分的投資也占據(jù)了數(shù)據(jù)中心總投資的很大一部分。SDN的到來就是要打破這種網(wǎng)絡的封閉性,讓網(wǎng)絡走向開放。
SDN包含控制器和openflow兩大部分,控制器是一個軟件,可以對整個網(wǎng)絡設備進行管理和控制,管理包括下發(fā)轉發(fā)表項,控制包括對所有網(wǎng)絡設 備運行狀態(tài)進行監(jiān)控。Openflow是控制器與網(wǎng)絡設備之間互通的語言,控制器通過Openflow對所有網(wǎng)絡設備進行轉發(fā)表項下發(fā),設備管理。長久以 來,人們都希望將數(shù)據(jù)中心能變成一種更為靈活、便捷、按需索取的資源,通過部署SDN就可以把“軟件”從“硬件”平臺中解放出來,實現(xiàn)了人們的愿望。
Overlay無狀態(tài)網(wǎng)絡技術也是未來數(shù)據(jù)中心的重要組成部分。Overlay是疊加的意思,即通過在現(xiàn)有網(wǎng)絡上疊加一個軟件定義的邏輯網(wǎng)絡,原有 網(wǎng)絡盡量不做改造,通過定義其上的邏輯網(wǎng)絡,實現(xiàn)業(yè)務邏輯,從而解決原有數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡問題,極大的節(jié)省傳統(tǒng)用戶投資。Overlay是一種將(業(yè)務的) 二層網(wǎng)絡構架在(傳統(tǒng)網(wǎng)絡的)三層/四層報文中進行傳遞的網(wǎng)絡技術。這樣的技術實際上就是一種隧道封裝技術。其實在網(wǎng)絡技術里已經(jīng)有了不少的封裝技術,比 如MPLS、VPLS、GRE等等,那么為什么還需要這樣一種新的封裝技術呢。
Overlay最為關鍵的是要實現(xiàn)無狀態(tài)網(wǎng)絡,即在多個數(shù)據(jù)中心之間互訪,虛擬機遷移都可以無感知地進行。對于上層應用業(yè)務無告知,也許一種業(yè)務是 多個數(shù)據(jù)中心同時多個虛擬機提供的,這個在Overlay網(wǎng)絡里再正常不過了。Overlay目前包含有三大標準技術,其中當屬VXlan技術最受關 注,VXlan是思科和VMware共同提出來的,自從被提出來就廣受關注。從封裝的結構上來看,VXlan提供了將二層網(wǎng)絡overlay在三層網(wǎng)絡上 的能力,VXlan Header中的VNI有24個bit,數(shù)量遠遠大于4096,并且UDP的封裝可以穿越三層網(wǎng)絡,比VLAN有更好的擴展性。在數(shù)據(jù)中心 里,Overlay提供了一種解決數(shù)據(jù)平面轉發(fā)和多租戶隔離的技術手段,而之前說到的SDN,是定義了一種控制和管理的網(wǎng)絡架構。兩者在未來數(shù)據(jù)中心里作 用并不沖突,而且VXlan技術還是SDN部署的必要條件,只有部署了VXlan才能上SDN,兩者可以有機地結合,共同發(fā)揮作用。
未來的數(shù)據(jù)中心有了SDN和Overlay,是不是就夠了?當然不夠。還有一個重要的組成部分,那就是vDC虛擬私有數(shù)據(jù)中心。vDC虛擬私有數(shù)據(jù) 中心其實包含很多內(nèi)容,安全的虛擬化,服務器的虛擬化以及網(wǎng)絡的虛擬化,對數(shù)據(jù)中心全面做虛擬化。vDC虛擬私有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡部分的典型技術目前是 VMware的Neutron網(wǎng)絡技術。Neutron目的是為 OpenStack 云更靈活地劃分物理網(wǎng)絡,在多租戶環(huán)境下提供給每個租戶獨立的網(wǎng)絡環(huán)境。另外,Neutron 提供 API 來實現(xiàn)這種目標。Neutron 中用戶可以創(chuàng)建自己的網(wǎng)絡對象,如果要和物理環(huán)境下的概念映射的話,這個網(wǎng)絡對象相當于一個巨大的交換機,可以擁有無限多個動態(tài)可創(chuàng)建和銷毀的虛擬端口。 Neutron是一個站在SDN之上的,提供接近應用層的網(wǎng)絡虛擬,偏應用層的技術,是SDN的有效補充。SDN實現(xiàn)的是三層以下的虛擬化,而vDC網(wǎng)絡 關注的是四到七層的虛擬化。
上面講述的三大件是未來數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的主要特征,未來的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡離不開這三大件。當然,目前數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡還相差的比較遠,我們甚至找不到一個完 成部署一項技術的數(shù)據(jù)中心。一方面人們認識和接受這些新技術需要一段很長的時間,另一方面是這三大技術也有不少的缺陷,還需要不斷優(yōu)化,以便可以盡快可以 實用,不要成為實驗室展品。也許要達到三大技術全部部署還要很長的時間,但是這個大趨勢已經(jīng)不可逆轉,讓我們一起期待那一天的到來。