萬兆網(wǎng)絡(luò)助力數(shù)據(jù)中心邁向云計(jì)算

責(zé)任編輯:sjia

2011-12-07 14:54:45

摘自:至頂網(wǎng)

如今的數(shù)據(jù)中心都在朝著云計(jì)算中心轉(zhuǎn)型,而這一過程中不可避免的會(huì)用虛擬化技術(shù)進(jìn)行資源整合。

如今的數(shù)據(jù)中心都在朝著云計(jì)算中心轉(zhuǎn)型,而這一過程中不可避免的會(huì)用虛擬化技術(shù)進(jìn)行資源整合。從靈活調(diào)配的角度來看,只有整個(gè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行在虛擬資源池之上,才有可能實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的快速部署和根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載調(diào)動(dòng)相關(guān)資源。

然而,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心多數(shù)都在使用以太網(wǎng)作為傳輸介質(zhì),因而在虛擬化整合之后,面臨著大量的虛擬機(jī)在通訊鏈路中造成的擁塞和瓶頸。新的業(yè)務(wù)需求,如視頻流、語音等多媒體應(yīng)用也給網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的壓力。根據(jù)IDC的2010~2013年服務(wù)器I/O市場(chǎng)報(bào)告,目前數(shù)據(jù)中心主要應(yīng)用千兆以太網(wǎng)、FC和Infiniband做網(wǎng)絡(luò)交換。其中Infiniband主要應(yīng)用在對(duì)I/O非常敏感的高性能計(jì)算領(lǐng)域,而FC則普遍用在存儲(chǔ)領(lǐng)域。

因此目前絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心仍然使用千兆以太網(wǎng)做交換傳輸鏈路,而這一介質(zhì)在企業(yè)數(shù)據(jù)中心向云計(jì)算發(fā)展的過程中必然會(huì)造成瓶頸。2011年起,萬兆以太網(wǎng)的出貨量開始大幅度上升,IDC預(yù)計(jì)到2013年萬兆以太網(wǎng)出貨量會(huì)首次超過千兆網(wǎng)。

就萬兆以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)而言,一方面延續(xù)了過去千兆以太網(wǎng)的通訊標(biāo)準(zhǔn)和接口,另一方面在提供10倍于過去的傳輸帶寬的同時(shí),也提供了諸多面向虛擬機(jī)的傳輸特性。

英特爾早在2004年就推出了用于服務(wù)器的萬兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡,解決了以前使萬兆以太網(wǎng)服務(wù)器連接無法在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行大規(guī)模部署的成本和技術(shù)障礙。而到了2011年初,英特爾正式推出了開放式光纖通道以太網(wǎng)(Open FCoE)技術(shù)。英特爾預(yù)測(cè)2011年萬兆端口的使用量將突破500萬,這將有效壓低萬兆端口價(jià)格,到2012年它就能降到500美元以下。隨著千兆網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)器連接中所占份額的降低,萬兆的份額正在不斷攀升。

英特爾萬兆網(wǎng)絡(luò)對(duì)虛擬化的支持

如前所述,數(shù)據(jù)中心邁向云計(jì)算不可避免的需要在虛擬化資源池方面消除可能的瓶頸。從計(jì)算上來看,英特爾至強(qiáng)5600和至強(qiáng)E7形成的通用虛擬化平臺(tái)和面向關(guān)鍵業(yè)務(wù)的虛擬化平臺(tái)足以應(yīng)對(duì)企業(yè)常規(guī)業(yè)務(wù)需求和計(jì)算密集型需求。而存儲(chǔ)方面,英特爾SSD為代表的固態(tài)硬盤存儲(chǔ)介質(zhì)正在數(shù)據(jù)中心里發(fā)揮越來越大的作用。

而眾多虛擬機(jī)所面臨的關(guān)鍵瓶頸——網(wǎng)絡(luò)方面,英特爾則擁有豐富的萬兆以太網(wǎng)產(chǎn)品可以提供相關(guān)特性支持和超高帶寬。英特爾萬兆以太網(wǎng)產(chǎn)品普遍支持RSS特性、VMDq、VMDc等技術(shù),從而為虛擬化環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來極大便利。

RSS(Receive Side Scaling,接收方擴(kuò)展)技術(shù)主要面向多核心處理器,對(duì)于虛擬機(jī)而言,具備多個(gè)RSS隊(duì)列的網(wǎng)卡,可以將不同的虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接獨(dú)立分成不同的隊(duì)列,進(jìn)而分別發(fā)送到不同的CPU核心上進(jìn)行處理,從而將負(fù)荷分散,充分利用多核處理器的能力。一般的萬兆網(wǎng)卡可以支持8個(gè)~16個(gè)隊(duì)列,而英特爾的頂級(jí)產(chǎn)品還可以支持16~32個(gè)通訊隊(duì)列。

相對(duì)的,VMDq技術(shù)可以讓每一個(gè)虛擬機(jī)都分配到獨(dú)有的硬件發(fā)送接收隊(duì)列,從而降低了VMM虛擬化軟件所需要的網(wǎng)絡(luò)處理損耗;VMDc技術(shù)則進(jìn)一步讓網(wǎng)卡直接提供多個(gè)Virtual Function,每個(gè)Virtual Function都具有獨(dú)立的網(wǎng)卡資源,虛擬機(jī)可以直接訪問、控制,從而大為提升虛擬化效率。

除了以上幾個(gè)特性外,英特爾新近推出的萬兆產(chǎn)品還增添了新的特性——SR-IOV。它可將網(wǎng)絡(luò)I/O資源直接分配給虛擬機(jī)上運(yùn)行的客戶操作系統(tǒng),配合萬兆以太網(wǎng),就能讓服務(wù)器在減少虛擬化性能開銷的同時(shí),讓每個(gè)虛擬機(jī)獲得更好的網(wǎng)絡(luò)I/O支持。

除了對(duì)虛擬化的支持,英特爾網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品對(duì)于數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)也有很大的促進(jìn)作用。通過Open FCoE技術(shù),英特爾萬兆以太網(wǎng)允許存儲(chǔ)設(shè)備可以用原來的FC協(xié)議在萬兆以太網(wǎng)物理介質(zhì)中通訊。這進(jìn)一步簡化了數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度,使其管理和業(yè)務(wù)交付模式進(jìn)一步向企業(yè)云計(jì)算的方向靠攏。

總的來說,使用萬兆產(chǎn)品,企業(yè)可以通過簡化服務(wù)器網(wǎng)卡和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以達(dá)到提升帶寬,降低延遲和提升可靠性的目的,以替代多千兆網(wǎng)卡匯聚。英特爾表示選擇萬兆產(chǎn)品,可使數(shù)據(jù)中心里每機(jī)架功耗降低45%、網(wǎng)絡(luò)線纜和交換機(jī)的接口減少80%、企業(yè)花費(fèi)在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施上的成本降低15%,并使每個(gè)服務(wù)器的聯(lián)網(wǎng)帶寬提升達(dá)2倍。而遷移至簡化的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò),IT部門的基礎(chǔ)設(shè)施成本和功耗還將大幅降低。

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