數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的難題

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作者:harbor

2018-01-08 14:53:28

來(lái)源:企業(yè)網(wǎng)D1Net

原創(chuàng)

網(wǎng)絡(luò)本來(lái)是數(shù)據(jù)中心里最為穩(wěn)定的一部分,技術(shù)幾十年下來(lái)并未發(fā)生根本性的變化。然而,隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的興起,網(wǎng)絡(luò)成為了最大的一塊阻礙數(shù)據(jù)中心發(fā)展的絆腳石,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造勢(shì)在必行。

網(wǎng)絡(luò)本來(lái)是數(shù)據(jù)中心里最為穩(wěn)定的一部分,技術(shù)幾十年下來(lái)并未發(fā)生根本性的變化。然而,隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的興起,網(wǎng)絡(luò)成為了最大的一塊阻礙數(shù)據(jù)中心發(fā)展的絆腳石,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造勢(shì)在必行,可是網(wǎng)絡(luò)部分的歷史包袱不少,古老的以太網(wǎng)協(xié)議依然是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)唯一廣為使用的協(xié)議(除了存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò))。要適應(yīng)新形勢(shì)、新環(huán)境的發(fā)展需要,網(wǎng)絡(luò)必須要引入一些新設(shè)備、新技術(shù),這個(gè)過(guò)程并不是一帆風(fēng)順的,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨著很大的難題。本文就來(lái)詳細(xì)說(shuō)一說(shuō),當(dāng)前擺在我們面前的幾大技術(shù)難題,如果能夠盡早攻克,數(shù)據(jù)中心的前途一定會(huì)一片光明。
 
連接器SFI技術(shù)
 
數(shù)據(jù)中心對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求越來(lái)越高,從1M到1G發(fā)展了差不多20年,而從1G發(fā)展到10G用了不到10年,從10G到40G/100G只用了五年,帶寬更新的速度越來(lái)越快。單端口200G的設(shè)備在2018年也將會(huì)在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)上出現(xiàn)。拋開(kāi)實(shí)現(xiàn)這樣高帶寬的光技術(shù)不說(shuō),要滿(mǎn)足單端口200G的設(shè)備線速轉(zhuǎn)發(fā)也面臨不少技術(shù)難題。其實(shí),在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中,使用最為廣泛的就是交換機(jī),能提供200G的交換機(jī)必然是一些大型的框式設(shè)備,前些年網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部達(dá)不到線速是普遍現(xiàn)象,所以經(jīng)常出現(xiàn)一些端口還沒(méi)有線速打滿(mǎn)的情況下,設(shè)備已經(jīng)擁塞了,就是設(shè)備內(nèi)部并不是百分之百線速的,這給數(shù)據(jù)中心擴(kuò)容帶來(lái)了極大不便,所以數(shù)據(jù)中心都要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠線速。若是不能夠線速,在一塊板卡上提供那么多端口沒(méi)有意義,所以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部要真正線速是數(shù)據(jù)中心對(duì)網(wǎng)絡(luò)的基本要求。這給框式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供了很大難題,要在設(shè)備內(nèi)部保證所有的板卡端口線速轉(zhuǎn)發(fā)。假如一個(gè)48口100G的板卡要線速,就需要對(duì)一塊板卡要提供4.8T的帶寬,如果是有16個(gè)槽位的框式設(shè)備,那么內(nèi)部要提供76.8T的內(nèi)部帶寬才行,這需要在板卡之間部署大量的連接器,由這些高速連接器實(shí)現(xiàn)板卡之間的網(wǎng)絡(luò)流量線速轉(zhuǎn)發(fā)。連接器普遍采用交換矩陣接口 (SFI)技術(shù),SFI技術(shù)可為底板和互連提供更快的速度、更多的帶寬和更高的穩(wěn)定性。目前一個(gè)通用的連接器有60G帶寬,對(duì)于4.8T的板卡,就要部署80個(gè)連接器,不僅數(shù)量龐大,而且會(huì)占用太多的內(nèi)部空間,使得設(shè)備過(guò)于臃腫,提升單個(gè)連接器連接速率非常重要,現(xiàn)在也有一些150G,甚至240G的連接器,速度越高穩(wěn)定性就越差。一味提升連接器的速度,會(huì)出現(xiàn)管腳震蕩或者錯(cuò)包,這使得設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定,所以連接器技術(shù)仍在不斷提升當(dāng)中,在提升連接帶寬的同時(shí),要增加穩(wěn)定性,否則要讓200G甚至400G在交換機(jī)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)就是空談,連接器部分是急需解決的首要問(wèn)題。
 
SDN控制器實(shí)現(xiàn)技術(shù)
 
SDN是網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)部署和管理的重要技術(shù),如若真能普及應(yīng)用,將會(huì)極大節(jié)約數(shù)據(jù)中心運(yùn)維的投入成本,現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心哪個(gè)不得儲(chǔ)備一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員,用于日常網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和故障處理。SDN網(wǎng)絡(luò)就能將人從復(fù)雜繁瑣運(yùn)維的工作中脫離出來(lái)。SDN技術(shù)的遠(yuǎn)景是美好的,然而現(xiàn)實(shí)卻是殘酷的?,F(xiàn)在的SDN技術(shù)多來(lái)自于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商,也有一些軟件創(chuàng)業(yè)企業(yè)提供純軟件的SDN控制器軟件,不過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商并不買(mǎi)賬,對(duì)這些軟件并不去主動(dòng)支持,使得SDN控制器軟件無(wú)法在實(shí)際中得到應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商可沒(méi)閑著,也紛紛推出自己的SDN控制器軟件,但也僅僅實(shí)現(xiàn)與自家設(shè)備的互聯(lián)與控制,這就造成現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心SDN部署的局面,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商的SDN控制器都和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綁定銷(xiāo)售。SDN網(wǎng)絡(luò)成了封閉網(wǎng)絡(luò),一旦數(shù)據(jù)中心選擇一家設(shè)備商的設(shè)備,后面擴(kuò)容也只能選擇這家的,這將是所有數(shù)據(jù)中心都不愿意看到的情況。然而,推動(dòng)SDN控制器實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),這就相當(dāng)于要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商革自己的命,這樣必然有不少的設(shè)備商會(huì)消亡,所以實(shí)現(xiàn)阻力非常大。當(dāng)然,SDN技術(shù)本身并不存在難題,主要是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的阻力,讓SDN技術(shù)在數(shù)據(jù)中心里真正大面積落地的依然不多。
 
虛擬化技術(shù)
 
虛擬化在數(shù)據(jù)中心里應(yīng)用極為普遍,當(dāng)然也包括網(wǎng)絡(luò)部分。不少的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都支持虛擬化(一虛多,多虛一),但網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的虛擬化在實(shí)際應(yīng)用中也遇到了不少問(wèn)題。當(dāng)將一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化為多臺(tái)設(shè)備,將這些設(shè)備租給不同的用戶(hù)使用,雖然表現(xiàn)上是隔離的,實(shí)際上還在同一臺(tái)設(shè)備上,甚至同一個(gè)板卡上工作,當(dāng)板卡重啟或者設(shè)備重啟時(shí),所有的用戶(hù)業(yè)務(wù)都會(huì)受到影響。還有安全問(wèn)題,雖然虛擬化是邏輯隔離的,但物理上還是在一塊,數(shù)據(jù)流量也有可能互通,尤其是一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遭到攻擊后,所有的虛擬設(shè)備業(yè)務(wù)都可能受到影響。當(dāng)將多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬為一臺(tái)設(shè)備,這樣管理起來(lái)的確便利一些,可一旦遇到故障時(shí),多個(gè)虛擬化到一起的設(shè)備之間耦合太緊,難免殃及池魚(yú),均受到影響,還有要對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)時(shí),因?yàn)槎嗯_(tái)設(shè)備之間都是緊耦合的,無(wú)法逐臺(tái)設(shè)備,就要中斷業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)維護(hù)產(chǎn)生極大困難,要是數(shù)據(jù)中心的核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要重啟,那一定是一次重大網(wǎng)絡(luò)事故。虛擬化技術(shù)在現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心發(fā)展過(guò)程中已經(jīng)顯得不合時(shí)宜,現(xiàn)在出現(xiàn)了一些松耦合的虛擬化技術(shù),設(shè)備之間,以及設(shè)備內(nèi)部都是輕量級(jí)的虛擬化,這樣相互之間解開(kāi)非常容易,相互之間影響非常小。不過(guò)這些技術(shù)仍在不斷完善之中,能不能在數(shù)據(jù)中心中落地生根,還有待觀察。不管怎樣,當(dāng)前的虛擬化技術(shù)已經(jīng)難以讓人滿(mǎn)意,迫切需要新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)。
 
以上是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的幾個(gè)難題,還在不斷完善之中,但相信在未來(lái),這些難題可以得到很好的解決,這樣才能促進(jìn)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。
 
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