如果有人問(wèn)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(zhǎng)了,就更需要豐富的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容來(lái)提供,而這些網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容來(lái)自哪里——當(dāng)然是數(shù)據(jù)中心;另一方面,越來(lái)越多的非PC終端將接入網(wǎng)絡(luò),越來(lái)越多的計(jì)算處理與存儲(chǔ)將不在終端完成,而越來(lái)越依賴(lài)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(lái)幾年的建設(shè)發(fā)展重點(diǎn)。這對(duì)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(yíng)模式與技術(shù)架構(gòu)十年來(lái)幾乎沒(méi)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(chǎng)變革的時(shí)候。而隨著近年來(lái)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(lái)越清晰地感覺(jué)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(lái)分析新一代數(shù)據(jù)中心的演進(jìn)趨勢(shì):
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?cè)瓉?lái)運(yùn)營(yíng)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(jìng)爭(zhēng)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(méi)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(zhǎng)而艱辛的過(guò)程,需要做好充分的技術(shù)與運(yùn)營(yíng)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(lái)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(yíng)商數(shù)據(jù)中心整體技術(shù)架構(gòu)來(lái)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(yíng)管理、業(yè)務(wù)測(cè)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(shuō)“要致富,先修路”,沒(méi)有一條寬敞的大道,計(jì)算與存儲(chǔ)能力再?gòu)?qiáng),也無(wú)法帶給用戶(hù)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(lái)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(chǎng)合,所以對(duì)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(jiǎn)單的匯聚型流量,相對(duì)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(mǎn)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(mǎn)足綠色節(jié)能的要求等等。新的應(yīng)用趨勢(shì)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(lái)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(wú)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(lái)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(wàn)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(wàn)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(zhǎng),其消耗的帶寬也同步增長(zhǎng),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(cè)2006-2010年10GE交換端口的年增長(zhǎng)率超過(guò)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(zhǎng)。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(mǎn)足未來(lái)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(jiàn)一場(chǎng)40G/100G接口的普及風(fēng)暴很快就會(huì)到來(lái)。
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(jiǎn)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(cè),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(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)中心級(jí)交換機(jī)來(lái)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(mǎn)足云計(jì)算數(shù)據(jù)中心這種嚴(yán)酷的環(huán)境。
l 完全無(wú)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(wú)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(wú)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(lái)就很小的緩存還要應(yīng)對(duì)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(lái)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(duì)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(hù),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(duì)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(lái)看,采用下送風(fēng)專(zhuān)用機(jī)柜,背對(duì)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(mǎn)足數(shù)據(jù)中心整體布局要要求。
隨著2010年的到來(lái),很多運(yùn)營(yíng)商對(duì)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(kāi)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(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)管理,統(tǒng)一客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量,減輕對(duì)城域網(wǎng)的流量壓力;還有部分運(yùn)營(yíng)商正在開(kāi)展云計(jì)算、云存儲(chǔ)的相關(guān)試驗(yàn),力爭(zhēng)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(lèi)一個(gè)更加精采的網(wǎng)絡(luò)世界。