我們正處于一個前所未有的信息大爆炸時代，全球數(shù)據(jù)中心的流量年復合增長率達到了33%，每三年流量就會翻一倍。而數(shù)據(jù)中心部署的絕大多數(shù)應用系統(tǒng)的流量模型都有一定的周期性。在大部分情況下，流量都比較平穩(wěn)，但在一些特定的時間段突發(fā)達到流量洪峰，受限于數(shù)據(jù)中心處理能力和運營成本的考慮，數(shù)據(jù)中心不可能無限制地擴大網絡帶寬，而且業(yè)務的變化也使得數(shù)據(jù)中心無法準確評估出洪峰出現(xiàn)的峰值和精準時間，這樣給數(shù)據(jù)中心帶來的直接影響就是網絡擁塞，甚至業(yè)務中斷。在數(shù)據(jù)中心不進行擴容的情況下，如何解決或者緩解這樣的問題呢？本文將給出一些解決的方法。

數(shù)據(jù)中心在突發(fā)流量、大流量的情況下出現(xiàn)網絡擁塞。首先：要在網絡部署上盡量避免出現(xiàn)多端口同時打一個端口的情況，高速端口向低速端口發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，當然通過這種端口調整想消除擁塞是不可能的，只能是緩解。其次：在容易出現(xiàn)擁塞的關鍵節(jié)點部署大緩存的設備，在洪峰到來時，通過緩存來減少擁塞，這種方式對于短時間突發(fā)流量非常有效，但對于持續(xù)性的擁塞無能為力。再次：通過對業(yè)務流量進行細分，保證高優(yōu)先級的業(yè)務先處理。比如數(shù)據(jù)中心里有兩種業(yè)務，一是郵箱系統(tǒng)，另一個是業(yè)務審批系統(tǒng)。業(yè)務審批系統(tǒng)非常重要，不能出現(xiàn)中斷，因此可以提升業(yè)務審批系統(tǒng)的優(yōu)先級，優(yōu)先處理。當出現(xiàn)網絡擁塞時，影響的可能是郵箱系統(tǒng)，但業(yè)務審批系統(tǒng)不會受到影響。這種技術是數(shù)據(jù)中心里最常用的應用技術，是用來解決網絡延遲和擁塞等問題的一種技術，那么下面就主要對這種技術進行一下探討。

要對不同業(yè)務做優(yōu)先級區(qū)分，就需要通過一些特定信息標識區(qū)分這些業(yè)務。常用的有四種方法：802.1P、DSCP、802.11e、EXP，這四種方法分別應用于不同的場合。802.1P主要應用于二層網絡，DSCP應用于三層網絡，802.11e應用于無線網絡，EXP應用于MPLS網絡。

802.1P是流量優(yōu)先權控制標準，工作在TCP/IP中的第二層中，可以為二層網絡提供流量優(yōu)先級和動態(tài)組播過濾服務。802.1P是802.1Q標準的擴充協(xié)議，802.1Q定義了VLAN標簽，802.1P則在VLAN標簽中增加了3個比特的優(yōu)先級。我們知道所有的流量在以太網中都是帶著VLAN標簽轉發(fā)的，因此通過VLAN標簽里的優(yōu)先級就可以區(qū)分流量，這里只有3個比特的優(yōu)先級，所以只能將流量最多分為8個等級，0最低，7最高。當網絡設備收到帶有802.1P優(yōu)先級的流量，就會根據(jù)優(yōu)先級進行擁塞管理，保證高優(yōu)先的流量先通過。

IETF在1998年發(fā)布了Diff-Serv的QOS分類標準，定義在RFC2474和RFC2475中。它在每個數(shù)據(jù)包IP頭部的服務類別TOS標識字節(jié)中，使用8個比特來區(qū)分流量優(yōu)先級，這就是DSCP。DSCP位于以太網IP頭中，適用于IPV4/IPV6的三層網絡。8個比特中實際上只有6位用于標注優(yōu)先級，剩余2位保留給ECN，這樣6個比特可以講流量分為48個等級。

無線局域網WLAN技術目前已經非常普及，WLAN技術也得到了飛速的發(fā)展，形成了一系列應用標準，從802.11B、802.11A到802.11H、802.11N、802.11E等，802.11E是IEEE推出的無線通用標準，相比其它的無線標準，802.11E增加了服務質量的定義，提出了兩種新的二層接入機制：增強型分布式協(xié)調訪問EDCA和混合協(xié)調功能控制信道訪問HCCA，增加了一些新的優(yōu)先級參數(shù)。如EDCA就是采用8種用戶優(yōu)先級來接入無線媒體，為不同的業(yè)務類型提供不同的業(yè)務登記，使得那些實時業(yè)務有較高的優(yōu)先級接入信道。

EXP是MPLS網絡專有的優(yōu)先級，位于MPLS標簽內，MPLS流量就是增加了一個或多個長度為4字節(jié)的MPLS頭的IP包，仍屬于以太網報文。在增加了MPLS頭后，IP包在傳送之前需要被封裝在二層PDU中，因此常常將MPLS頭稱為墊片。EXP有3比特長度也是為了與IP頭中的3比特IP優(yōu)先級以及802.1P的3特別優(yōu)先級兼容。默認情況下，當一個普通IP報文進入MPLS網絡時，邊緣網絡設備會將IP報文中的優(yōu)先級復制到MPLS頭中的EXP中，反之亦然。當然網絡設備也可以肯定流量特征設置EXP的優(yōu)先級。

有了這些優(yōu)先級的定義規(guī)則，就可以對數(shù)據(jù)中心的具體業(yè)務進行細分。在接入網絡設備上或者服務器上對重要的業(yè)務打上高優(yōu)先級，不重要的業(yè)務給出低優(yōu)先級，讓業(yè)務流量在整個轉發(fā)過程中都帶著優(yōu)先級。接下來就需要在網絡設備上進行優(yōu)先級信任，對不同的網絡流量信任不同的優(yōu)先級，如在二層網絡中，信任802.1P，在無線網絡中，信任802.11E。網絡設備根據(jù)流量自身帶有優(yōu)先級進行隊列映射?，F(xiàn)在數(shù)據(jù)中心所有的網絡設備都支持優(yōu)先級映射，一般網絡設備內部會有本地優(yōu)先級的概念，根據(jù)進入設備流量自身所帶的優(yōu)先級將流量映射到本地隊列中，本地隊列用于指導流量的轉發(fā)，映射到高優(yōu)先級隊列的流量優(yōu)先轉發(fā)。這些技術只有在網絡出現(xiàn)擁塞時才會發(fā)揮作用，如果流量沒有超過網絡帶寬，無論是高優(yōu)先級的業(yè)務還是低優(yōu)先級的業(yè)務，全部都會完成轉發(fā)。

隨著數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)量越來越大，部署優(yōu)先級技術是非常必要，這將減少在業(yè)務高峰期可能引發(fā)的故障，通過優(yōu)先級技術可以保證在網絡擁塞時，重要的業(yè)務仍不會受到影響。減少網絡帶寬瓶頸給數(shù)據(jù)中心運營帶來損失。數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)量每天都在增長，若不增加網絡建設投入，遲早有一天數(shù)據(jù)中心會面臨著這類問題。優(yōu)先級技術不失是一種節(jié)省成本，緩解網絡帶寬瓶頸的好方法，它就像是高速公路上的應急車道，有緊急業(yè)務的車輛走應急車道，優(yōu)先通行。當然，網絡資源總是有限的，有得必有失，數(shù)據(jù)中心管理者需要根據(jù)各種業(yè)務的特點來對網絡資源進行合理的規(guī)劃和分配，利用好這個技術。