如果有人問互聯(lián)網(wǎng)的下一次變革將會從哪里出發(fā)?那一定會是數(shù)據(jù)中心。隨著近年3G+WLAN網(wǎng)絡的部署實施,,我們可以隨時隨地接入網(wǎng)絡;同時隨著寬帶接入的提速以及光纖接入的快速發(fā)展,,我們可以以更高的速度接入網(wǎng)絡,。接入更方便了,,道路更寬了,,大家在網(wǎng)上呆的時間更長了,就更需要豐富的網(wǎng)絡內(nèi)容來提供,,而這些網(wǎng)絡內(nèi)容來自哪里——當然是數(shù)據(jù)中心;另一方面,,越來越多的非PC終端將接入網(wǎng)絡,越來越多的計算處理與存儲將不在終端完成,,而越來越依賴網(wǎng)絡那一頭——數(shù)據(jù)中心,。所以有充分的理由相信,新一代數(shù)據(jù)中心的建設將會是繼寬帶網(wǎng)絡建設之后未來幾年的建設發(fā)展重點,。這對于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心而言,,既是一次巨大的發(fā)展機遇,同時也是一次巨大的挑戰(zhàn),。
數(shù)據(jù)中心的運營模式與技術架構十年來幾乎沒有任何變化,,已經(jīng)遠遠滯后于整個寬帶網(wǎng)絡的發(fā)展,到了真正需要一場變革的時候,。而隨著近年來數(shù)據(jù)中心級交換機,、刀片服務器、云計算等技術的發(fā)展與應用,,我們可以越來越清晰地感覺到數(shù)據(jù)中心正在進行一次美麗的蛻變,,正在羽化成蝶。我們可以從兩個層面來分析新一代數(shù)據(jù)中心的演進趨勢:
從商業(yè)模式角度看,,新一代數(shù)據(jù)中心提供的主要業(yè)務將會是內(nèi)容與服務,,從而徹底改變原來運營商以機柜、帶寬等基礎資源出租的商業(yè)模式,,提供更大的差異化競爭力以及更高的商業(yè)價值,。
從技術基礎架構看,新一代數(shù)據(jù)中心將普遍采用云計算技術,,從而改變現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心一個業(yè)務一堆獨立鐵盒的建設模式,。在基礎層面的網(wǎng)絡資源、存儲資源,、計算資源完全實現(xiàn)虛擬化,,與業(yè)務層沒有直接綁定關系,而是根據(jù)應用需要可以進行動態(tài)調(diào)配;基礎資源池也可以在不影響上層應用的情況下,,實現(xiàn)靈活的動態(tài)擴充或削減,。
數(shù)據(jù)中心全面實現(xiàn)向云計算服務的轉(zhuǎn)型將會是一個漫長而艱辛的過程,需要做好充分的技術與運營準備,。我們認為從當前的數(shù)據(jù)中心向云服務數(shù)據(jù)中心的演進可以分為三個階段來分步實施:基礎設備虛擬化——>平臺虛擬化——>云服務,。
從新一代運營商數(shù)據(jù)中心整體技術架構來看,將主要包括云網(wǎng)絡、云計算,、云存儲三大核心組成部分,,同時還包括網(wǎng)絡服務、安全防護,、運營管理,、業(yè)務測試等配套組件。
而其中云計算交換中心作為新一代數(shù)據(jù)中心的基礎支柱之一,,首先面臨技術的全面升級,。正如俗話所說“要致富,先修路”,,沒有一條寬敞的大道,,計算與存儲能力再強,也無法帶給用戶最佳的體驗,。
從SOHU,、淘寶、百度等互聯(lián)網(wǎng)公司的實踐來看,,新一代云計算數(shù)據(jù)中心是一個高密度,,大容量的網(wǎng)絡應用場合,所以對網(wǎng)絡的帶寬,、端口密度,、安全防護、管理等各方面都提出了嚴峻的考驗,。比如基于云計算應用的數(shù)據(jù)中心流量再也不像傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心只是有簡單的匯聚型流量,,相對固定的交互流量,而是呈現(xiàn)高度的不定向突發(fā)性,,傳統(tǒng)城域網(wǎng)交換機的性能難以滿足;比如數(shù)據(jù)中心設備高密度擺放,,傳統(tǒng)城域網(wǎng)交換機橫插板的左右風道設計因此不能滿足綠色節(jié)能的要求等等。新的應用趨勢要求新一代數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡應具有如下關鍵特征,。
特征一:統(tǒng)一交換
新一代云計算數(shù)據(jù)中心將存在計算網(wǎng),、存儲網(wǎng)、業(yè)務網(wǎng)三張網(wǎng),,如果按原來建網(wǎng)方式,,將可能會建設三張采用Infiniband、Fiber Chanel,、Ethernet不同技術的網(wǎng)絡,,其不僅大大增加建設與維護成本,而且技術異構的網(wǎng)絡將無法實現(xiàn)統(tǒng)一的虛擬化,,從而難以實現(xiàn)真正意義上的云計算,。幸運的是,,隨著以太網(wǎng)技術的發(fā)展以及整個產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,Ethernet已經(jīng)可以取代甚至超越Infiniband,、Fiber Chanel網(wǎng)絡,,我們可以采用基于Ethernet的統(tǒng)一交換網(wǎng)來建設新一代數(shù)據(jù)中心,從而構建真正的云計算平臺,。
特征二:萬兆端口密度
從服務器數(shù)量上看,數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)一個明顯的發(fā)展規(guī)律———萬臺服務器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心將是發(fā)展主流,。同時,,隨著單臺服務器集成的計算核數(shù)量的增長,其消耗的帶寬也同步增長,,而10GE網(wǎng)卡采的硬件加速技術(TCP offload, iSCSI offload, RDMA acceleration)使服務器的吞吐能力接近線速,。Gartner及Dell’Oro預測2006-2010年10GE交換端口的年增長率超過100%。
特征三:40G/100G接口支持能力
現(xiàn)在相當多的數(shù)據(jù)中心出口帶寬已達到100G以上,并且還在以每年50%-400%的速度增長,。如果采用傳統(tǒng)的10G接口,,則要用16-40個端口捆綁才能滿足未來一至兩年的需求。采用如此多的端口進行捆綁不僅消耗了大量寶貴的光纖資源,,而且大大增加了管理維護的工作量,。隨著40G/100G標準的最終定稿,可以預見一場40G/100G接口的普及風暴很快就會到來,。
特征四:虛擬化能力
云計算不僅僅需要服務器與存儲實現(xiàn)虛擬化,,網(wǎng)絡同樣需要與時俱進,能實現(xiàn)虛擬化,。虛擬化的網(wǎng)絡不僅可以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的動態(tài)調(diào)配,,在線擴充,簡化網(wǎng)絡配置與管理,,而且可以大大提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的可靠性,。
由于不同時刻各服務器上分布的應用都是動態(tài)調(diào)配的,而且服務器與服務器之間自動交互的頻繁度也將比現(xiàn)在獨立的應用時要高得多,,所以云計算環(huán)境下的流量特征將比現(xiàn)在的多媒體流量環(huán)境下更為復雜,、更難預測,,突發(fā)性也將更明顯。所以云計算數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡必須選用專門的數(shù)據(jù)中心級交換機來架構,。與傳統(tǒng)的城域網(wǎng)交換機相比,,數(shù)據(jù)中心交換機有幾個突出優(yōu)點,從而能滿足云計算數(shù)據(jù)中心這種嚴酷的環(huán)境,。
l 完全無阻塞交換網(wǎng):數(shù)據(jù)中心級交換機采用CLOS交換網(wǎng),,這是一種完全無阻塞交換架構,從而保證在任何流量特征的環(huán)境下,,交換網(wǎng)都是可以實現(xiàn)無阻塞交換,。
2分布式大緩存:云計算環(huán)境下,機機交互的頻率大大增加,,從而使得瞬間多端口向一端口轉(zhuǎn)發(fā)的機率也大大增加,,流量的突發(fā)性非常嚴重。傳統(tǒng)的城域網(wǎng)交換機一般僅在出端口方向裝配有很小的緩存,,通常每板只有32-64M,,緩存時間只有10-20mS左右。遇到多端口向單一端口轉(zhuǎn)發(fā)流量時,,一個端口本來就很小的緩存還要應對多端口的流量沖擊,,迅速就發(fā)生緩存擁塞丟包。而丟包后,,將會引起應用層的重傳,,從而進一步導致更嚴重的網(wǎng)絡擁塞。數(shù)據(jù)中心級交換機采用入端口分布式大緩存的革新架構,,其平均每個10G端口的入緩存可達256M,,GE端口的緩存達20M,從而保證在任何流量模型情況下,,端口緩存時間最大均可達到200mS以上,,為云計算的應用提供了一個扎實的網(wǎng)絡基礎。
特征六:IPv4/IPv6支持能力
隨著越來越多的終端設備接入網(wǎng)絡,,網(wǎng)絡IPv4地址已將消耗殆盡,,從IPv4向IPv6的全面演進已迫在眉睫。作為新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡,,支持IPv4/IPv6的雙棧接入也是必然的要求,,并且要求對IPv4/IPv6均要能提供線速的轉(zhuǎn)發(fā)能力,高性能,、靈活地實現(xiàn)兩個網(wǎng)絡互訪,。
特征七:綠色節(jié)能
數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為耗能大戶,如何才能建設一個綠色節(jié)能的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為關注的重點,。數(shù)據(jù)中心的節(jié)能是一個系統(tǒng)工程,,IT設備功耗占總體能耗的31%左右,,而空調(diào)、冷風機等的能耗占了40%左右,。所以不僅IT設備本身的功耗,,而且IT設備對空調(diào)、冷風機的功耗影響也是需要關注的重點,。
根據(jù)TIA-942標準及業(yè)內(nèi)實踐來看,,采用下送風專用機柜,背對背方式排列,,冷風在機柜底部前邊進風,,進入數(shù)據(jù)設備后熱風在數(shù)據(jù)機柜后側(cè)排出,與上送風形式相比空調(diào)風機耗電量節(jié)省30%,。所以綠色數(shù)據(jù)中心設備都要求是堅插槽,后端下進風,,上端前出風的設備,,以滿足數(shù)據(jù)中心整體布局要要求。
隨著2010年的到來,,很多運營商對新一代數(shù)據(jù)中心的探索都已步入實踐階段,。我們看到,IDC規(guī)模正在大幅度升級向云計算數(shù)據(jù)中心邁進,,小型IDC基本不再新建;部分城市開始將城域內(nèi)的多個IDC進行網(wǎng)絡整合,,形成一個邏輯上的城域IDC從而進一步簡化運營管理,統(tǒng)一客戶服務質(zhì)量,,減輕對城域網(wǎng)的流量壓力;還有部分運營商正在開展云計算,、云存儲的相關試驗,力爭能在向云計算的邁進的道路上拔得頭籌,。我們也相信,,新一代數(shù)據(jù)中心將會帶給人類一個更加精采的網(wǎng)絡世界。