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云計算環(huán)境下的泛聯(lián)路由平臺
摘要: 云計算大大擴展了IT服務能夠提供的種類和范圍,作為云計算服務提供者與使用者的聯(lián)系紐帶,,泛聯(lián)路由平臺為云計算提供高速,、可靠、擴展性強,、簡單易用的廣域數(shù)據(jù)傳輸平臺……
Abstract:
Key words :

          云計算大大擴展了IT服務能夠提供的種類和范圍,,作為云計算服務提供者與使用者的聯(lián)系紐帶,泛聯(lián)路由平臺為云計算提供高速,、可靠,、擴展性強,、簡單易用的廣域數(shù)據(jù)傳輸平臺。本文就泛聯(lián)路由平臺未來發(fā)展的架構與特征進行探討,。
    一,、泛聯(lián)路由平臺特征
    云計算主要包括公有云私有云云計算中心通過廣域數(shù)據(jù)傳輸平臺與終端用戶互聯(lián),,為公眾用戶或企業(yè)內部用戶提供云服務,。由于使用云服務的終端用戶數(shù)量大、分布廣泛,、接入方式多種多樣,,因此將承載云計算的數(shù)據(jù)傳輸平臺稱為泛聯(lián)路由平臺。如圖1所示:
  
  圖1 泛聯(lián)路由平臺示意圖
    雖然公有云與私有云所提供云服務的類型與對象不同,,其網(wǎng)絡聯(lián)接方式,、架構模型也不同,但從云計算本身的特點來看,,承載云計算服務的泛聯(lián)路由平臺具有一定的共同特征:
    高可用:為了保證云計算服務的高可用性,,除了云計算中心的高可靠外,泛聯(lián)路由平臺也必須確保網(wǎng)絡接入服務的高可靠,,實現(xiàn)網(wǎng)絡連接“永遠在線”,,從而對云計算為終端用戶提供了最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲中心提供保證問題,。
    易用:泛聯(lián)路由平臺必須能夠兼容多種終端,、多種接入方式,使得更多的用戶使用云計算服務,,最大化擴展云計算服務的提供范圍,,將對用戶終端的設備要求降到最低,使用力求簡化,,使得用戶可以通過“任何終端,、任何位置、任何方式”獲取云計算服務,。
    可擴展:隨著云計算的開展,,泛聯(lián)路由平臺必須具備可擴展性,能夠方便的接入新的云計算中心,、新的用戶終端,,并可以快速提供服務。
         泛聯(lián)路由平臺需要根據(jù)公有云,、私有云的流量模型組織網(wǎng)絡架構,,并通過各層次路由設備的接入和業(yè)務處理能力,滿足云計算數(shù)據(jù)中心對終端用戶業(yè)務提供的高可用、易用,、可擴展性,。
    1. 公有云泛聯(lián)路由平臺架構
    公有云的服務對象是公眾用戶,用戶主要通過互聯(lián)網(wǎng)接入方式與云計算中心連接,。因此,,公有云泛聯(lián)路由平臺是面向全互聯(lián)網(wǎng)用戶的,提供大容量,、快速、高可用,、安全的互聯(lián)網(wǎng)接入平臺,。其平臺架構如圖2所示:
  
  圖2 面向全互聯(lián)網(wǎng)用戶的公有云泛聯(lián)路由平臺架構
    公有云通常規(guī)模龐大,具有2個甚至多個數(shù)據(jù)中心,,具有多個高速互聯(lián)網(wǎng)出口,,其泛聯(lián)路由平臺主要由核心層路由器、外聯(lián)層路由器組成:
    核心層路由器:連接云計算數(shù)據(jù)中心與互聯(lián)網(wǎng)出口,,執(zhí)行高速數(shù)據(jù)轉發(fā),;
    外聯(lián)層路由器:連接各運營商互聯(lián)網(wǎng)出口,執(zhí)行大容量路由,、會話處理,。
    公有云泛聯(lián)路由平臺的主要功能特點是:
    全網(wǎng)路由處理:外聯(lián)層路由器與運營商的高速互聯(lián)網(wǎng)專線連接,并與運營商交互互聯(lián)網(wǎng)全網(wǎng)路由(約17~20萬條),,利于提高互聯(lián)網(wǎng)訪問速度,,執(zhí)行更有效的流量分流與負載策略;
    高速收斂:泛聯(lián)路由平臺必須具備電信級的可靠性,,能夠在鏈路故障,、設備故障、互聯(lián)網(wǎng)路由收斂等情況下完成無縫倒換,,確保云計算服務不中斷,;
    路由級聯(lián):多個云計算數(shù)據(jù)中心的核心層路由通過專線級聯(lián),通過靈活可擴展的分布式架構實現(xiàn)多數(shù)據(jù)中心的高速數(shù)據(jù)交換與備份,,提供更高性能和更可靠的云計算服務,。

  私有云的服務對象是企業(yè)內部用戶,用戶可通過局域網(wǎng),、廣域專網(wǎng),、互聯(lián)網(wǎng)VPN等多種方式與云計算中心連接。相比公有云,,私有云雖然一般規(guī)模較小,,接入用戶數(shù)量較少,但用戶連接方式更為多樣,,對泛聯(lián)路由平臺的多業(yè)務處理能力要求更高,,具有“核心高速化,、邊緣智能化”的特點。
    較小規(guī)模的私有云泛聯(lián)路由平臺通常采用扁平化架構,,如圖3所示:
  
  圖3 扁平化私有云泛聯(lián)路由平臺架構
    扁平化泛聯(lián)路由平臺采用核心層,、接入層兩級路由架構:
    核心層路由器:連接云計算數(shù)據(jù)中心與接入層路由器,執(zhí)行各接入層路由匯聚,,以及高速數(shù)據(jù)轉發(fā),;支持互聯(lián)網(wǎng)用戶、遠程VPN用戶接入,;
    接入層路由器:接入終端用戶,。由于云計算對終端的要求必須盡可能簡化,因此要求接入層路由器更加智能化,、自動化,、多業(yè)務融合,例如支持豐富網(wǎng)絡接入方式,,如有線/無線PC,、PDA、手持終端等,,支持IPv4單播/組播,、IPv6單播/組播、MPLS
  VPN虛擬網(wǎng)絡等數(shù)據(jù)傳輸類型,,具備豐富的QoS策略,、安全控制策略、應用流量控制,、應用加速等業(yè)務處理能力,。
  較大規(guī)模的私有云泛聯(lián)路由平臺,例如大型集團為多個內部企業(yè),、合作伙伴提供云計算服務,,所提供的云計算服務類型、終端用戶數(shù)量都具備一定的規(guī)模,,通常擁有多個云計算中心,,對可靠性、可擴增性要求更高,,采用層次化架構,,如圖4所示:

  圖4 層次化私有云泛聯(lián)路由平臺架構
    層次化泛聯(lián)路由平臺采用核心層、區(qū)域中心,、接入層多級路由架構:
    核心層路由器:云計算數(shù)據(jù)中心出口核心路由器,,執(zhí)行云計算服務高速數(shù)據(jù)交換;
    區(qū)域中心路由器:核心層路由器與接入層路由器的中間層設備,通過上下兩級路由成環(huán),,分別用于匯聚各區(qū)域接入層路由器,,以及與核心層路由器形成高速互聯(lián)網(wǎng)絡;
    接入層路由器:接入終端用戶,,與扁平化平臺架構類似,,支持豐富網(wǎng)絡接入方式,以及豐富的業(yè)務處理能力,。
    相對于扁平化架構,,層次化泛聯(lián)路由平臺架構能夠提供更清晰的管理界面,以及更靈活的擴展性,。新增云計算數(shù)據(jù)中心可通過核心層路由直接與區(qū)域中心路由連接,,不影響路由平臺架構的運行;新增接入層路由器也可直接上行到區(qū)域中心路由,,實現(xiàn)對云計算數(shù)據(jù)中心的訪問。
    三,、泛聯(lián)路由平臺建設要求
    泛聯(lián)路由平臺架構設計是從整體組網(wǎng)結構上,,依據(jù)云計算的泛聯(lián)特征,為終端用戶提供高速,、便捷的接入環(huán)境,,為云計算中心提供高性能、高可用,、大容量,、易維護、可擴展的承載平臺,。泛聯(lián)路由平臺的建設,,還需要考慮以下具體要求:
    開放融合:云計算架構下的網(wǎng)絡不是分離的,而是云計算服務的多網(wǎng)合一,。通過將多個物理網(wǎng)絡,、多個類型網(wǎng)絡以及多種業(yè)務網(wǎng)絡的融合,云計算中心在統(tǒng)一的泛聯(lián)路由平臺上為各種用戶提供數(shù)據(jù),、計算,、存儲、視頻,、語音等不同類型的云計算服務,,使協(xié)同辦公成為可能。
    無線應用:隨著便攜機,、上網(wǎng)本,、掌上電腦、智能手機等的快速普及,WiFi/WAPI,、3G等無線應用大大擴展了信息空間,,豐富了接入終端的種類,提高了用戶訪問的便捷性,,是云計算的一個重要服務形式,。泛聯(lián)路由平臺在無線環(huán)境下的響應速度、連通率,、容量,,以及對漫游、無線定位等特性的支持,,將成為云計算服務能否廣泛推廣的一個關鍵因素,。
       IPv6應用:大量的終端接入,必將帶來IP地址需求的爆炸性增長,。IPv6的應用,,不僅僅是解決大量接入終端對IP地址的需求,并且在協(xié)議上比IPv4能夠提供更好的移動特性和QoS能力,。相對于IPv4的固定報文格式,,IPv6的擴展性更強,可根據(jù)不同協(xié)議要求增加擴展頭種類,,按照處理順序合理安排擴展頭的順序,。此外,IPv6引入自動配置以及重配置技術,,對于IP地址等信息終端可通過自主協(xié)商實現(xiàn)自動增刪更新配置,,真正即插即用,大大提高了IPv6的易管理性,。最后,,IPv6新增流標記域,方便了IPv6 QoS的端到端部署,,使得業(yè)務終端可快速處理實時業(yè)務,,從而支持IPv6的語音、視頻等應用,。IPv6必將成為云計算泛聯(lián)路由平臺的重要應用,。
    智能安全:云計算用戶、應用的多樣化,,使得云計算泛聯(lián)路由平臺必須具備智能,,包括針對用戶信息的智能、針對應用層信息的智能和針對多元化業(yè)務的智能,,使網(wǎng)絡更“聰明”,,面向不同用戶,、不同場景,提供有針對性的服務,。智能安全要求泛聯(lián)路由平臺具有識別用戶身份,、L4~L7應用業(yè)務的能力,并根據(jù)數(shù)據(jù)流負載,、網(wǎng)絡環(huán)境等對不同用戶,、不同業(yè)務的訪問進行精細化控制。
    資源化:云計算將數(shù)據(jù),、存儲,、應用等通過虛擬化形成資源池,為用戶提供服務,。云計算泛聯(lián)路由平臺同樣也具有資源化的特征,,通過網(wǎng)絡虛擬化技術,將網(wǎng)絡,、鏈路,、帶寬等形成資源,按需分配,,從而使整個平臺更加靈活,,滿足不同用戶對所需要云計算服務的差異化網(wǎng)絡接入、帶寬,、安全性等承載要求。
    綠色節(jié)能:隨著云計算IT系統(tǒng)越來越龐雜,,泛聯(lián)路由平臺的系統(tǒng)架構優(yōu)化愈加重要,,在設計、制造,、運維,、回收等各個階段必須盡可能減少能源消耗和對環(huán)境的負荷,滿足綠色要求,,降低TCO,。
    四、總結
    云計算為分布在各地的眾多用戶提供了虛擬,、高可靠,、按需服務的IT資源,作為承載云計算服務資源的泛聯(lián)路由平臺,,除了具備高速數(shù)據(jù)傳輸外,,也必須在平臺架構上滿足高可用性、易用性和可擴展性,,并根據(jù)不同的云計算類型,,構建不同的泛聯(lián)路由平臺架構,。
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