如果有人問互聯(lián)網(wǎng)的下一次變革將會(huì)從哪里出發(fā)?那一定會(huì)是數(shù)據(jù)中心,。隨著近年3G+WLAN網(wǎng)絡(luò)的部署實(shí)施,我們可以隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò);同時(shí)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(luò),。接入更方便了,道路更寬了,,大家在網(wǎng)上呆的時(shí)間更長了,,就更需要豐富的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容來提供,而這些網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容來自哪里——當(dāng)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(luò),,越來越多的計(jì)算處理與存儲(chǔ)將不在終端完成,而越來越依賴網(wǎng)絡(luò)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(shè)將會(huì)是繼寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之后未來幾年的建設(shè)發(fā)展重點(diǎn)。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(jī)遇,,同時(shí)也是一次巨大的挑戰(zhàn),。
數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營模式與技術(shù)架構(gòu)十年來幾乎沒有任何變化,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于整個(gè)寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,,到了真正需要一場變革的時(shí)候,。而隨著近年來數(shù)據(jù)中心級(jí)交換機(jī)、刀片服務(wù)器,、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,,我們可以越來越清晰地感覺到數(shù)據(jù)中心正在進(jìn)行一次美麗的蛻變,正在羽化成蝶,。我們可以從兩個(gè)層面來分析新一代數(shù)據(jù)中心的演進(jìn)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(wù)將會(huì)是內(nèi)容與服務(wù),從而徹底改變原來運(yùn)營商以機(jī)柜,、帶寬等基礎(chǔ)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(jià)值。
從技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)看,,新一代數(shù)據(jù)中心將普遍采用云計(jì)算技術(shù),,從而改變現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心一個(gè)業(yè)務(wù)一堆獨(dú)立鐵盒的建設(shè)模式。在基礎(chǔ)層面的網(wǎng)絡(luò)資源,、存儲(chǔ)資源,、計(jì)算資源完全實(shí)現(xiàn)虛擬化,與業(yè)務(wù)層沒有直接綁定關(guān)系,,而是根據(jù)應(yīng)用需要可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)配;基礎(chǔ)資源池也可以在不影響上層應(yīng)用的情況下,,實(shí)現(xiàn)靈活的動(dòng)態(tài)擴(kuò)充或削減,。
數(shù)據(jù)中心全面實(shí)現(xiàn)向云計(jì)算服務(wù)的轉(zhuǎn)型將會(huì)是一個(gè)漫長而艱辛的過程,,需要做好充分的技術(shù)與運(yùn)營準(zhǔn)備。我們認(rèn)為從當(dāng)前的數(shù)據(jù)中心向云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的演進(jìn)可以分為三個(gè)階段來分步實(shí)施:基礎(chǔ)設(shè)備虛擬化——>平臺(tái)虛擬化——>云服務(wù),。
從新一代運(yùn)營商數(shù)據(jù)中心整體技術(shù)架構(gòu)來看,,將主要包括云網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算,、云存儲(chǔ)三大核心組成部分,,同時(shí)還包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、安全防護(hù),、運(yùn)營管理,、業(yè)務(wù)測試等配套組件。

而其中云計(jì)算交換中心作為新一代數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)支柱之一,,首先面臨技術(shù)的全面升級(jí),。正如俗話所說“要致富,先修路”,,沒有一條寬敞的大道,,計(jì)算與存儲(chǔ)能力再強(qiáng),,也無法帶給用戶最佳的體驗(yàn)。
從SOHU,、淘寶,、百度等互聯(lián)網(wǎng)公司的實(shí)踐來看,新一代云計(jì)算數(shù)據(jù)中心是一個(gè)高密度,,大容量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場合,,所以對網(wǎng)絡(luò)的帶寬、端口密度,、安全防護(hù),、管理等各方面都提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。比如基于云計(jì)算應(yīng)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(jī)的性能難以滿足;比如數(shù)據(jù)中心設(shè)備高密度擺放,,傳統(tǒng)城域網(wǎng)交換機(jī)橫插板的左右風(fēng)道設(shè)計(jì)因此不能滿足綠色節(jié)能的要求等等,。新的應(yīng)用趨勢要求新一代數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有如下關(guān)鍵特征。
特征一:統(tǒng)一交換
新一代云計(jì)算數(shù)據(jù)中心將存在計(jì)算網(wǎng),、存儲(chǔ)網(wǎng),、業(yè)務(wù)網(wǎng)三張網(wǎng),如果按原來建網(wǎng)方式,,將可能會(huì)建設(shè)三張采用Infiniband,、Fiber Chanel、Ethernet不同技術(shù)的網(wǎng)絡(luò),,其不僅大大增加建設(shè)與維護(hù)成本,,而且技術(shù)異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)將無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的虛擬化,從而難以實(shí)現(xiàn)真正意義上的云計(jì)算,。幸運(yùn)的是,,隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及整個(gè)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(luò),,我們可以采用基于Ethernet的統(tǒng)一交換網(wǎng)來建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心,從而構(gòu)建真正的云計(jì)算平臺(tái),。

特征二:萬兆端口密度
從服務(wù)器數(shù)量上看,,數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)一個(gè)明顯的發(fā)展規(guī)律———萬臺(tái)服務(wù)器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心將是發(fā)展主流。同時(shí),,隨著單臺(tái)服務(wù)器集成的計(jì)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(shù)(TCP offload, iSCSI offload, RDMA acceleration)使服務(wù)器的吞吐能力接近線速,。Gartner及Dell’Oro預(yù)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(dāng)多的數(shù)據(jù)中心出口帶寬已達(dá)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(gè)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(jìn)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(hù)的工作量。隨著40G/100G標(biāo)準(zhǔn)的最終定稿,,可以預(yù)見一場40G/100G接口的普及風(fēng)暴很快就會(huì)到來,。

特征四:虛擬化能力
云計(jì)算不僅僅需要服務(wù)器與存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)虛擬化,網(wǎng)絡(luò)同樣需要與時(shí)俱進(jìn),,能實(shí)現(xiàn)虛擬化,。虛擬化的網(wǎng)絡(luò)不僅可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)配,在線擴(kuò)充,,簡化網(wǎng)絡(luò)配置與管理,,而且可以大大提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

由于不同時(shí)刻各服務(wù)器上分布的應(yīng)用都是動(dòng)態(tài)調(diào)配的,,而且服務(wù)器與服務(wù)器之間自動(dòng)交互的頻繁度也將比現(xiàn)在獨(dú)立的應(yīng)用時(shí)要高得多,,所以云計(jì)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(fù)雜、更難預(yù)測,,突發(fā)性也將更明顯,。所以云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)必須選用專門的數(shù)據(jù)中心級(jí)交換機(jī)來架構(gòu),。與傳統(tǒng)的城域網(wǎng)交換機(jī)相比,,數(shù)據(jù)中心交換機(jī)有幾個(gè)突出優(yōu)點(diǎn),從而能滿足云計(jì)算數(shù)據(jù)中心這種嚴(yán)酷的環(huán)境,。
l 完全無阻塞交換網(wǎng):數(shù)據(jù)中心級(jí)交換機(jī)采用CLOS交換網(wǎng),,這是一種完全無阻塞交換架構(gòu),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(shí)現(xiàn)無阻塞交換,。
2分布式大緩存:云計(jì)算環(huán)境下,機(jī)機(jī)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(jī)率也大大增加,,流量的突發(fā)性非常嚴(yán)重,。傳統(tǒng)的城域網(wǎng)交換機(jī)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(shí)間只有10-20mS左右,。遇到多端口向單一端口轉(zhuǎn)發(fā)流量時(shí),一個(gè)端口本來就很小的緩存還要應(yīng)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(huì)引起應(yīng)用層的重傳,,從而進(jìn)一步導(dǎo)致更嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)擁塞,。數(shù)據(jù)中心級(jí)交換機(jī)采用入端口分布式大緩存的革新架構(gòu),其平均每個(gè)10G端口的入緩存可達(dá)256M,,GE端口的緩存達(dá)20M,,從而保證在任何流量模型情況下,端口緩存時(shí)間最大均可達(dá)到200mS以上,,為云計(jì)算的應(yīng)用提供了一個(gè)扎實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),。

特征六:IPv4/IPv6支持能力
隨著越來越多的終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)IPv4地址已將消耗殆盡,,從IPv4向IPv6的全面演進(jìn)已迫在眉睫,。作為新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò),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(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)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(shè)一個(gè)綠色節(jié)能的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)。數(shù)據(jù)中心的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程,,IT設(shè)備功耗占總體能耗的31%左右,,而空調(diào)、冷風(fēng)機(jī)等的能耗占了40%左右,。所以不僅IT設(shè)備本身的功耗,,而且IT設(shè)備對空調(diào)、冷風(fēng)機(jī)的功耗影響也是需要關(guān)注的重點(diǎn),。
根據(jù)TIA-942標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)內(nèi)實(shí)踐來看,,采用下送風(fēng)專用機(jī)柜,背對背方式排列,,冷風(fēng)在機(jī)柜底部前邊進(jìn)風(fēng),,進(jìn)入數(shù)據(jù)設(shè)備后熱風(fēng)在數(shù)據(jù)機(jī)柜后側(cè)排出,與上送風(fēng)形式相比空調(diào)風(fēng)機(jī)耗電量節(jié)省30%。所以綠色數(shù)據(jù)中心設(shè)備都要求是堅(jiān)插槽,,后端下進(jìn)風(fēng),,上端前出風(fēng)的設(shè)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(yùn)營商對新一代數(shù)據(jù)中心的探索都已步入實(shí)踐階段。我們看到,,IDC規(guī)模正在大幅度升級(jí)向云計(jì)算數(shù)據(jù)中心邁進(jìn),,小型IDC基本不再新建;部分城市開始將城域內(nèi)的多個(gè)IDC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整合,形成一個(gè)邏輯上的城域IDC從而進(jìn)一步簡化運(yùn)營管理,,統(tǒng)一客戶服務(wù)質(zhì)量,,減輕對城域網(wǎng)的流量壓力;還有部分運(yùn)營商正在開展云計(jì)算、云存儲(chǔ)的相關(guān)試驗(yàn),,力爭能在向云計(jì)算的邁進(jìn)的道路上拔得頭籌,。我們也相信,新一代數(shù)據(jù)中心將會(huì)帶給人類一個(gè)更加精采的網(wǎng)絡(luò)世界,。