伴隨著互聯(lián)網的高速發(fā)展，互聯(lián)網數(shù)據(jù)中心也迅速發(fā)展。尤其是云計算的發(fā)展，使得更多的應用處理集中到云端，促使云計算數(shù)據(jù)中心的規(guī)模急劇增長。Google、微軟、騰訊等互聯(lián)網公司新建的云數(shù)據(jù)中心規(guī)模都超過10萬臺物理服務器。未來的互聯(lián)網流量將以云計算數(shù)據(jù)中心為核心，未來的互聯(lián)網將是以云計算數(shù)據(jù)中心為核心的網絡。

　　數(shù)據(jù)中心網絡面臨的主要問題

　　隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的快速增長以及云計算的部署，在網絡管理、業(yè)務支撐、綠色節(jié)能等方面對數(shù)據(jù)中心網絡提出了很多嚴格要求，具體表現(xiàn)如下。

　　● 集中高效的網絡管理要求

　　大型云計算數(shù)據(jù)中心普遍具有數(shù)萬臺物理服務器，數(shù)十萬臺虛擬機。如此大規(guī)模的服務器群需要數(shù)千臺的物理網絡設備，數(shù)萬臺的vSwitch進行連接和承載。這樣大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心網絡需要統(tǒng)一集中管理，以提高維護效率；需要快速的故障定位和排除，以提高網絡的可用性。

　　● 高效靈活的組網需求

　　云計算數(shù)據(jù)中心網絡規(guī)模大，組網復雜，在網絡設計時，為了保障網絡的可靠性和靈活性，需要設計冗余鏈路，保護鏈路，部署相應的保護機制。而現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心組網中大量采用的VRRP，雙鏈路上聯(lián)，SPT等技術，存在著網絡利用率低，容易出現(xiàn)故障，且僅能實現(xiàn)局部保護的問題。

　　● 虛擬機的部署和遷移需求

　　云計算數(shù)據(jù)中心部署了大量的虛擬機，并且虛擬機需要根據(jù)業(yè)務的需要進行靈活的遷移。這就需要數(shù)據(jù)中心網絡能夠識別虛擬機，能夠根據(jù)虛擬機的部署和遷移靈活配合部署相應的網絡策略。

　　● 虛擬多租戶業(yè)務支撐要求

　　云計算數(shù)據(jù)中心需要為用戶提供虛擬私有云租用服務，租戶需要可以配置自己的子網、虛擬機IP地址、AC、管理自己的網絡資源。需要數(shù)據(jù)中心網絡支持虛擬多租戶能力，支持大量的租戶部署，實現(xiàn)租戶的隔離和安全保障等。

　　● 全面的數(shù)據(jù)中心IaaS要求

　　在云計算數(shù)據(jù)中心中，云計算技術的引入，實現(xiàn)了計算資源和存儲資源的虛擬化，為用戶提供了計算資源和存儲資源的IaaS服務，但目前網絡資源還無法虛擬化按需提供，難以提供計算資源+存儲資源+網絡資源的全面IaaS服務。

　　目前的解決方式都是針對數(shù)據(jù)中心的特定需求進行設計，只能解決部分的問題，還停留在“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的層面，尚無一種技術能全面滿足數(shù)據(jù)中心網絡的需求。

　　基于SDN的網絡方案分析

　　SDN技術能很好契合數(shù)據(jù)中心網絡的集中網絡管理、靈活組網多路徑轉發(fā)、虛擬機部署和智能遷移、虛擬多租戶、IaaS等方面的需求，適合在數(shù)據(jù)中心網絡中應用。中興通訊基于SDN的未來數(shù)據(jù)中心網絡方案如圖1所示。

　　基于SDN的未來數(shù)據(jù)中心網絡方案主要有三大組件：SDN控制器、VM服務管理器以及IDC管理平臺。其中SDN控制器主要用于實現(xiàn)對網絡設備(包括駐留在服務器的vSwitch)的集中管理和控制；VM服務管理器主要用于實現(xiàn)VM的管理，包括了VM的創(chuàng)建、部署和遷移等；IDC管理平臺主要用于實現(xiàn)整體的協(xié)同和控制，主要實現(xiàn)了VM服務管理器與SDN控制器的協(xié)同，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心計算資源、存儲資源、網絡資源的統(tǒng)一協(xié)調和控制。

　　基于SDN的未來數(shù)據(jù)中心網絡方案主要有以下的特點和優(yōu)勢。

　　● 集中高效的網絡管理和運維

　　SDN控制器擁有全網的靜態(tài)拓撲及動態(tài)轉發(fā)信息，可實施全網的高效管理和優(yōu)化，更有利于網絡故障的快速定位和排除。如在具有全網靜態(tài)拓撲和動態(tài)轉發(fā)信息的基礎上，可開發(fā)專用的故障診斷工具，實時模擬網絡的實際轉發(fā)過程，可實現(xiàn)故障的快速定位和處理，極大提高了運維的效率。

　　● 靈活組網與多路徑轉發(fā)

　　基于SDN的數(shù)據(jù)中心網絡采用統(tǒng)一的SDN控制器實施控制，網絡的轉發(fā)規(guī)則和動作由SDN控制器統(tǒng)一控制和下發(fā)，能有效避免環(huán)路，能根據(jù)業(yè)務的需求通過轉發(fā)流表的控制，實現(xiàn)多路徑轉發(fā)和負載均衡，大幅提高網絡的可靠性和利用率。

　　● 智能的虛擬機部署和遷移

　　虛擬機的部署和遷移需要網絡的配合。在基于SDN的未來數(shù)據(jù)中心網絡方案中，通過IDC管理平臺，VM服務管理器以及SDN控制器協(xié)同實現(xiàn)虛擬機的智能化部署和遷移。當某臺虛擬機需要遷移時，首先是VM服務管理器感知到，并向IDC管理平臺發(fā)出請求，提出網絡配合請求；IDC管理平臺受到網絡配合請求后，向SDN控制器發(fā)送網絡配合請求，SDN控制器實施網絡控制，將相應的網絡策略下發(fā)到虛擬機遷移的目標網絡設備，并撤銷虛擬機原來所在網絡設備對應的網絡策略。從而實現(xiàn)了虛擬機和網絡的無縫協(xié)同，實現(xiàn)了虛擬機遷移的自動化，智能化。

　　● 海量虛擬租戶支持

　　針對海量租戶的承載需求，中興通訊基于SDN的未來數(shù)據(jù)中心解決方案采用擴展標簽的方式，利用現(xiàn)有的MPLS標簽實現(xiàn)租戶的標識，20bit的MPLS標簽可滿足超大容量的租戶承載需求。同時，SDN控制器可實現(xiàn)很好的租戶的隔離，提供每租戶的虛擬網絡視圖、資源控制和安全保障。

　　● 計算+存儲+網絡的IaaS服務

　　基于SDN控制器，可實現(xiàn)網絡資源的虛擬化，按需提供；同時結合IDC管理平臺實現(xiàn)了SDN控制器與VM服務管理器的協(xié)同，從而實現(xiàn)了計算資源和存儲資源與網絡資源的無縫協(xié)同，向用戶提供按需的計算+存儲+網絡資源的IaaS服務。

　　基于SDN的未來數(shù)據(jù)中心網絡方案能充分滿足數(shù)據(jù)中心的規(guī)模部署和運營需求，具有很大的優(yōu)勢。但由于目前SDN技術尚處于發(fā)展階段，還不夠成熟，基于SDN的未來數(shù)據(jù)中心網絡方案需要考慮以下的問題。

　　1、DC管理平臺、SDN控制器、VM服務管理器之間需要協(xié)同，三者可能由不同的廠商提供，如何實現(xiàn)無縫的互通是關鍵；

　　2、如何實現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網絡向基于SDN的數(shù)據(jù)中心網絡演進，是網絡部署面臨的直接問題；

　　3、 SDN目前處于高速發(fā)展階段，技術方向和路線是否會出現(xiàn)大的變化，是需要持續(xù)關注的問題。