《電子技術(shù)應(yīng)用》
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數(shù)據(jù)中心IPv6技術(shù)部署
劉新民
摘要: 早在IPv6技術(shù)形成之初,人們就已經(jīng)開始對IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)的過渡、共存、互通等諸多方面進(jìn)行了技術(shù)研究與論證,更多的是集中在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層面從傳統(tǒng)的IPv4網(wǎng)絡(luò)如何平滑地遷移到終極的IPv6網(wǎng)絡(luò)。 當(dāng)開始在數(shù)據(jù)中心部署IPv6應(yīng)用、或構(gòu)建一個IPv6的數(shù)據(jù)中心時,數(shù)據(jù)中心的建設(shè)思路與其它網(wǎng)絡(luò)部分不太一樣。由于數(shù)據(jù)中心最終是要全面提供IPv6業(yè)務(wù)的,應(yīng)此支持IPv6是數(shù)據(jù)中心的核心目標(biāo),并需要能夠同時提供當(dāng)前條件下IPv4/IPv6對外的全面服務(wù)。
Abstract:
Key words :

    1 引言
        早在IPv6技術(shù)形成之初,人們就已經(jīng)開始對IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)的過渡、共存、互通等諸多方面進(jìn)行了技術(shù)研究與論證,更多的是集中在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層面從傳統(tǒng)的IPv4網(wǎng)絡(luò)如何平滑地遷移到終極的IPv6網(wǎng)絡(luò)。
        當(dāng)開始在數(shù)據(jù)中心部署IPv6應(yīng)用、或構(gòu)建一個IPv6的數(shù)據(jù)中心時,數(shù)據(jù)中心的建設(shè)思路與其它網(wǎng)絡(luò)部分不太一樣。由于數(shù)據(jù)中心最終是要全面提供IPv6業(yè)務(wù)的,應(yīng)此支持IPv6是數(shù)據(jù)中心的核心目標(biāo),并需要能夠同時提供當(dāng)前條件下IPv4/IPv6對外的全面服務(wù)。
      2 當(dāng)前IPv6的基本應(yīng)用情況
        目前網(wǎng)絡(luò)中IPv6應(yīng)用以FTP、WEB服務(wù)、視頻點播、文件共享等服務(wù)為主,這類服務(wù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬有一定要求,對服務(wù)器本身的計算能力并無較高要求。
       從更為成熟的行業(yè)化應(yīng)用計算角度來看,一般的應(yīng)用都是多層(N-tier)架構(gòu),如常見的C/S架構(gòu)和B/S多層應(yīng)用方式,圖1所示。

                      圖1傳統(tǒng)應(yīng)用的層次架構(gòu)
                      
      在傳統(tǒng)IPv4的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,多層軟件體系發(fā)展非常豐富和成熟,特別是中間件發(fā)展快速,當(dāng)前大量的企業(yè)級計算都是借助中間件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的豐富業(yè)務(wù)。雖然對上層應(yīng)用來說,IPv6只是在網(wǎng)絡(luò)通信層面做了替代,只涉及到底層協(xié)議棧的修改,但是,基于IPv6底層通信的大規(guī)模計算體系并未真正成熟,如各種數(shù)據(jù)庫對IPv6操作的支持也是在近兩年才開始成熟,企業(yè)核心系統(tǒng)軟件的通信層面處于剛剛開始的IPv6轉(zhuǎn)換期。
       3 構(gòu)建應(yīng)用靈活可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心
       建設(shè)一個能夠支持今后IPv6應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心,需要考慮應(yīng)用系統(tǒng)的具體部署要求。
       在很多系統(tǒng)構(gòu)建中人們會簡單地選擇“雙棧主機(jī)”方式,對于小型的簡單應(yīng)用這可能這是一個合理的選擇,但對于大型計算應(yīng)用,這種簡單的部署要求可能會帶來更多的投入成本和持續(xù)的運(yùn)維成本。這是因為,多層架構(gòu)的軟件體系在雙棧的支持上并不是在各個層次都很完備,特別是中間計算平臺,由于軟件種類眾多、功能豐富,目前同時支持雙棧的并不多(相比而言,多層架構(gòu)下的應(yīng)用在WEB層實現(xiàn)IPv6前端服務(wù)、IPv4后端操作可能成為一種較好的過渡方式)。因此,要使應(yīng)用系統(tǒng)所有組件全面轉(zhuǎn)向IPv6,技術(shù)成熟度會是一個較大問題,并且隨后系統(tǒng)運(yùn)維的復(fù)雜性也較傳統(tǒng)環(huán)境大大提高。而B/S架構(gòu)的WEB計算層,由于功能相對簡單,并且是面向客戶終端提供操作,更易于雙?;鐖D2所示。

      
            圖2在WEB服務(wù)器層實現(xiàn)IPv6/IPv4雙棧訪問
                      
        WEB層的雙棧服務(wù)器部署策略有助于提高數(shù)據(jù)中心的兼容性和擴(kuò)展性。對于IP地址而言,終端用戶、承載用戶流量的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心的WEB業(yè)務(wù)層(圖2所示)設(shè)備所占用的地址是主要的IPv6網(wǎng)絡(luò)組成體系,而在WEB層后的中間件應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等并不向終端客戶提供直接服務(wù),從而可以維持成熟的IPv4通信體系。基于這種方式,在支持應(yīng)用部署上,就有靈活可擴(kuò)展的選擇,如圖3所示。
                      圖3靈活的業(yè)務(wù)邏輯
        數(shù)據(jù)中心的WEB服務(wù)層會存在IPv4、IPv6和雙棧三種服務(wù)器,IPv4的WEB服務(wù)器只能應(yīng)用于傳統(tǒng)的IPv4應(yīng)用系統(tǒng),其后端的APP服務(wù)器也是IPv4的;純IPv6的WEB服務(wù)器也只能訪問IPv6的APP后臺;而雙棧的WEB服務(wù)器,其后臺支持的APP將相對更為靈活,可以是IPv4也可以是IPv6的,對于應(yīng)用之間有數(shù)據(jù)交換要求的,可以通過雙棧的APP實現(xiàn)。
        一般的建議是,當(dāng)前端網(wǎng)絡(luò)升級到IPv6后,后臺仍然可以采用當(dāng)前非常成熟的v4平臺支持,等到后臺APP的IPv6成熟穩(wěn)定后,再實施切換,這樣對系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定將有較大的好處。
       4 雙棧數(shù)據(jù)中心規(guī)劃部署思路
        雙棧數(shù)據(jù)中心的基本規(guī)劃依然可采用傳統(tǒng)的建設(shè)方式(如圖4所示),結(jié)構(gòu)化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化是數(shù)據(jù)中心建設(shè)的基本要素。所不同的是,數(shù)據(jù)中心需要將應(yīng)用系統(tǒng)按照IPv4、IPv6的應(yīng)用大群分開,便于后續(xù)的應(yīng)用擴(kuò)展、雙棧路由控制和IPv6/IPv4的相互訪問。對于數(shù)據(jù)中心提供的對外訪問(如Internet服務(wù)),需要規(guī)劃兩個出口,即IPv4互聯(lián)網(wǎng)出口和IPv6互聯(lián)網(wǎng)出口?;诰W(wǎng)絡(luò)簡化運(yùn)維和穩(wěn)定運(yùn)行的考慮,建議這兩個出口分開外聯(lián)。同時建議對合作伙伴的網(wǎng)絡(luò)連接提供單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)模塊出口,以保證安全性和可管理性。
                      圖4雙棧數(shù)據(jù)中心規(guī)劃
                      
        IPv4應(yīng)用群是現(xiàn)有系統(tǒng),一般維持原有運(yùn)行環(huán)境。IPv6應(yīng)用群是新應(yīng)用群,可能是新建設(shè)的業(yè)務(wù)群,也可能是業(yè)務(wù)驅(qū)動使得IPv4應(yīng)用向IPv6升級形成。
        在規(guī)劃IPv6應(yīng)用時,對于系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu),可根據(jù)如圖3所示的靈活特性進(jìn)行業(yè)務(wù)部署。IPv6業(yè)務(wù)群可能存在簡單的服務(wù)系統(tǒng),如基于單層服務(wù)器架構(gòu)的FTP、視頻、文件共享等服務(wù)器;也可能存在基于WEB-APP-DB多層架構(gòu)的純IPv6應(yīng)用服務(wù)器群;也有可能存在只在WEB層支持IPv6的應(yīng)用系統(tǒng)群(APP-DB還是基于IPv4)。在IPv4向IPv6過渡的很長一段時間內(nèi),多種混雜方式在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部會長期存在。
        在對IPv4數(shù)據(jù)中心進(jìn)行v6化升級改造時,首先需要將數(shù)據(jù)中心的核心進(jìn)行雙?;?,雙棧化的核心不僅能夠支持已有的IPv4數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、保護(hù)大量投資,還有助于新的IPv6業(yè)務(wù)系統(tǒng)大規(guī)模擴(kuò)展。獨(dú)立的、高性能、可擴(kuò)展、穩(wěn)定運(yùn)行的雙棧核心,是數(shù)據(jù)中心IPv6后續(xù)發(fā)展的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
        如圖5所示為一種簡捷的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器群雙棧化部署結(jié)構(gòu),采用IPv4/IPv6同時運(yùn)行的雙棧核心,并部署集成化的雙棧安全控制層(雙棧安全是一種簡化模型,適用于規(guī)模不大的雙棧數(shù)據(jù)中心,在大中型或關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中,也可分別基于IPv4應(yīng)用和IPv6應(yīng)用來部署獨(dú)立的安全控制層,如此能夠區(qū)分與簡化安全策略的運(yùn)行管理),而對于業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)化部署,使得IPv4與IPv6系統(tǒng)分布在不同的網(wǎng)絡(luò)模塊。
        對于負(fù)載均衡、SSL卸載等應(yīng)用優(yōu)化功能的部署,一般將功能組件與業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合,劃歸相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模塊,而不作雙棧運(yùn)行,這樣可以降低雙棧數(shù)據(jù)中心運(yùn)行管理的復(fù)雜度,并充分利用傳統(tǒng)的成熟應(yīng)用架構(gòu)。
                      圖5一種雙棧數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)
      5 結(jié)束語
       IPv6的發(fā)展首先表現(xiàn)在IPv6在數(shù)據(jù)中心的落地應(yīng)用。在IPv4向IPv6的長期過渡周期內(nèi),雙棧數(shù)據(jù)中心會成為基本的建設(shè)模式,深入探索、不斷實踐是前IPv6時代新IT建設(shè)能夠有效持續(xù)的最佳方式。構(gòu)建高效、穩(wěn)定、敏捷的IPv6數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu),是H3C新一代數(shù)據(jù)中心研發(fā)與反復(fù)實踐的重要課題。
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