企業(yè)網(wǎng)D1Net 6月25日 數(shù)據(jù)中心想要向外提供服務(wù)必須要有與外部通信的網(wǎng)絡(luò)接口，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)入口帶寬往往成為整個(gè)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)瓶頸。中國(guó)有句俗話“要想富，先修路”，對(duì)于數(shù)據(jù)中心，修好這條信息傳輸?shù)母咚俚缆贩浅Ｖ匾?，尤其不能在出入口設(shè)卡。隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)，內(nèi)部不斷進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)容，出入口的帶寬也要隨之提升，否則就會(huì)出現(xiàn)擁塞。這就像高速路本來(lái)是四排車道，突然前面就變成了兩條，那么原來(lái)四條車道上的車輛就要排隊(duì)從兩條車道走，車速自然要降下來(lái)。在數(shù)據(jù)中心帶寬建設(shè)方面，聰明的人類已經(jīng)想出了多種提升網(wǎng)絡(luò)帶寬的方法，本文將一一呈現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)過(guò)了短短幾十年的發(fā)展，單端口的網(wǎng)絡(luò)帶寬已經(jīng)由當(dāng)初的10M發(fā)展到了40G/100G，增長(zhǎng)了近1萬(wàn)倍。10M到100G意味著，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接的兩個(gè)服務(wù)器之間傳遞文件，如果不考慮服務(wù)器性能因素，一個(gè)10G的視頻大片，在100G帶寬上傳輸瞬間就能完成，花費(fèi)0.1秒，如果放到10M帶寬上傳輸，則要1000秒，近20分鐘。所以提升單端口的帶寬也可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容。比如：原來(lái)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)出口原來(lái)采用的是10G互連，現(xiàn)在改為40G或者100G互連，這樣在不改變布線的情況下，就可以將帶寬提升4~10倍，這種方式不用改變現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)配置，只需要更換兩邊可以支持40G/100G的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，一般數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)總的出入口都是框式的高端路由器或交換機(jī)，直接增加一塊包含有40G/100G端口的板卡就可以了，非常方便。當(dāng)然，有些較老的設(shè)備未必能支持40G/100G的擴(kuò)容，就需要整機(jī)更換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備了。

增加支持40G/100G的端口需要數(shù)據(jù)中心購(gòu)入新設(shè)備，增加數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本。而采用鏈路聚合技術(shù)，則只需要增加幾條網(wǎng)絡(luò)布線，成本更低。鏈路聚合技術(shù)也稱主干技術(shù)或者捆綁技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是將兩臺(tái)設(shè)備間的數(shù)條物理鏈路“組合”成邏輯上的一條數(shù)據(jù)通路，稱為一條聚合鏈路，從而實(shí)現(xiàn)增加鏈路帶寬的目的，幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都支持鏈路聚合技術(shù)。鏈路聚合分為二層鏈路聚合和三層路由口聚合兩種技術(shù)，二層聚合的成員端口全部為二層以太網(wǎng)接口，三層聚合的成員端口全部為三層路由接口。無(wú)論是二層還是三層，實(shí)現(xiàn)的目的都是增加了網(wǎng)絡(luò)帶寬。通過(guò)鏈路聚合可以將多個(gè)端口聚合到一起，使得網(wǎng)絡(luò)帶寬成倍增長(zhǎng)。比如數(shù)據(jù)中心原來(lái)采用的是單端口10G做出口，通過(guò)8個(gè)10G端口做鏈路聚合，就可以使得網(wǎng)絡(luò)帶寬達(dá)到80G，提升8倍。而這個(gè)調(diào)整過(guò)程只需要增加聚合配置，然后增加幾個(gè)光模塊和互連光纖就可以完成，這是一種在數(shù)據(jù)中心普遍采用的技術(shù)。

如果通過(guò)以上兩種方式完成數(shù)據(jù)中心帶寬擴(kuò)容，那么是多么容易的事情。但是，實(shí)際上有時(shí)我們要考慮投入的成本，以及數(shù)據(jù)中心連接的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，有時(shí)聚合對(duì)接無(wú)法完成，所以就要再考慮其它方法。二層出口為了避免引入環(huán)路，只能通過(guò)配置不同VLAN的方式達(dá)到增加帶寬的目的。比如原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)出口是VLAN 100，再增加一個(gè)端口，配置VLAN 101，通過(guò)配置將部分流量轉(zhuǎn)移到VLAN 101中來(lái)，這樣涉及數(shù)據(jù)中心內(nèi)部全網(wǎng)絡(luò)的配置整改，同時(shí)運(yùn)營(yíng)商部分也要配置整改，這樣修改的工作量大、周期長(zhǎng)，這樣也可以實(shí)現(xiàn)帶寬倍增的效果。由于VLAN最多可以配置4094個(gè)，比鏈路聚合規(guī)模更大（有的設(shè)備鏈路聚合最多只支持8個(gè)端口），只要配置時(shí)注意避免產(chǎn)生環(huán)路即可。在數(shù)據(jù)中心的新技術(shù)中，TRILL技術(shù)很好地解決了傳統(tǒng)STP的帶寬浪費(fèi)的問(wèn)題，并很好地增加了網(wǎng)絡(luò)帶寬。STP協(xié)議在正常工作時(shí)，會(huì)阻塞一半的網(wǎng)絡(luò)端口，造成了網(wǎng)絡(luò)帶寬的浪費(fèi)。而TRILL技術(shù)也不會(huì)，其可以實(shí)現(xiàn)同一個(gè)VLAN內(nèi)多路徑同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)還可以避免產(chǎn)生環(huán)路。所以二層出口若能部署TRILL技術(shù)，也可以在不同端口上部署相同的VLAN，也可以達(dá)到增加帶寬的目的。這樣做的好處就是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部不再需要將全部配置進(jìn)行更改，工作量和風(fēng)險(xiǎn)都很小。

三層出口可以通過(guò)等價(jià)路由的方式增加帶寬，對(duì)于相同的一條路由，可以有多條路徑可達(dá)，這就是等價(jià)路由。要成為等價(jià)路由的成員端口，需要讓多條路由形成等價(jià)，路徑開(kāi)銷要保持一致。形成等價(jià)路由后，三層流量可通過(guò)HASH的方式來(lái)選擇具體的下一跳路由，這樣確保流量均勻，避免出現(xiàn)單路徑擁塞。實(shí)際上，由于有些流量比較單一，或者設(shè)備的HASH算法不完善，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)流量不均的問(wèn)題，所以當(dāng)采用等價(jià)路由方式增加網(wǎng)絡(luò)帶寬時(shí)，有時(shí)還需要調(diào)整一些HASH算法或者端口來(lái)解決這些問(wèn)題。另外采用等價(jià)路由的方式也要避免產(chǎn)生一些路由環(huán)路問(wèn)題，在配置上做多加注意，尤其是運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)部分的配置也要隨之調(diào)整。絕大多數(shù)路由環(huán)問(wèn)題都是流量由數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)給運(yùn)營(yíng)商廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)又被轉(zhuǎn)發(fā)了回來(lái)，這時(shí)的配置要做相應(yīng)的調(diào)整。

這些增加數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶寬的方法，非常簡(jiǎn)單實(shí)用，在數(shù)據(jù)中心里也都有著廣泛應(yīng)用。有的方法實(shí)施簡(jiǎn)單，但是成本較高；而有的方法調(diào)整復(fù)雜，但是成本較低。可以根據(jù)自己的數(shù)據(jù)中心實(shí)際情況來(lái)做選擇?，F(xiàn)在的40G/100G端口應(yīng)用逐漸普及，400G的單端口技術(shù)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中在開(kāi)展，相信不久的將來(lái)也會(huì)走出實(shí)驗(yàn)室，這讓我們有了更多機(jī)會(huì)去擴(kuò)展數(shù)據(jù)中心的帶寬。以太網(wǎng)技術(shù)的理論最高帶寬單端口是1000G，這是以太網(wǎng)技術(shù)可以達(dá)到的最高帶寬。照目前的發(fā)展速度，也許很快就會(huì)達(dá)到，到時(shí)單端口已經(jīng)無(wú)法滿足數(shù)據(jù)中心的高速發(fā)展，相信還會(huì)有更多增加帶寬的技術(shù)出現(xiàn)。