以承載云計(jì)算業(yè)務(wù)為主要目的云數(shù)據(jù)中心,在大規(guī)模采用計(jì)算及存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)后,網(wǎng)絡(luò)依然停留在靜態(tài)模式,難以按照業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)按需分配資源,阻礙了IT資源全虛擬化的進(jìn)程。同時(shí)云數(shù)據(jù)中心相比傳統(tǒng)中心面臨著幾個(gè)更大的挑戰(zhàn)。
● 多租戶(hù)支持
云計(jì)算數(shù)據(jù)中心需要為用戶(hù)提供虛擬私有云租用服務(wù),租戶(hù)可以配置自己的子網(wǎng)、虛擬機(jī)IP地址、ACL,管理自己的網(wǎng)絡(luò)資源,不同租戶(hù)IP地址可以重疊。這就需要數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)支持虛擬多租戶(hù)能力,實(shí)現(xiàn)租戶(hù)的隔離和安全保障等。
● 虛擬機(jī)遷移需求
虛擬機(jī)部署后,要根據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行靈活的遷移,這就需要數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)能夠識(shí)別虛擬機(jī),根據(jù)虛擬機(jī)的部署和遷移靈活配合部署相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)策略。同時(shí)虛擬機(jī)遷移需要部署在一個(gè)二層環(huán)境中,盡管業(yè)界提出不少解決方案,諸如在設(shè)備端實(shí)現(xiàn)大二層的TRiLL、SPB、Cisco Fabric-Path等技術(shù),在虛擬機(jī)端實(shí)現(xiàn)的VXLAN、NVGRE等技術(shù),但在控制面上依然封閉并且復(fù)雜。
● 集中資源管理
大型云計(jì)算數(shù)據(jù)中心普遍具有數(shù)萬(wàn)臺(tái)物理服務(wù)器和數(shù)十萬(wàn)臺(tái)虛擬機(jī)。如此大規(guī)模的服務(wù)器群需要數(shù)千臺(tái)的物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)萬(wàn)臺(tái)的vSwitch進(jìn)行連接和承載。這樣大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)需要集中統(tǒng)一管理,以提高維護(hù)效率;需要快速的故障定位和排除,以提高數(shù)據(jù)中心的可用性。
● 綠色節(jié)能
綠色是當(dāng)今時(shí)代的主題,在數(shù)萬(wàn)臺(tái)的服務(wù)器中,裝有數(shù)萬(wàn)塊芯片、硬盤(pán)以及許多顯示屏,除了這些服務(wù)器,數(shù)據(jù)中心還有大量的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等各種設(shè)備,這些設(shè)備將耗費(fèi)大量電能,加大了運(yùn)營(yíng)成本,造成了能源損失。
SDN成就數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)集中管理
SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))具有轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離、控制邏輯集中、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放化等特點(diǎn)。因此SDN技術(shù)能很好地契合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的集中網(wǎng)絡(luò)管理、靈活組網(wǎng)多路徑轉(zhuǎn)發(fā)、虛擬機(jī)部署和智能遷移、虛擬多租戶(hù)等方面的需求,非常適合在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。用戶(hù)可以在一個(gè)底層物理基礎(chǔ)設(shè)施上加載多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò),通過(guò)控制器方便靈活的控制網(wǎng)絡(luò),包括實(shí)施靈活路由,控制管理網(wǎng)絡(luò)資源訪(fǎng)問(wèn)等,并可動(dòng)態(tài)編程,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量和資源的靈活控制,得到更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
基于此,中興創(chuàng)新的推出基于SDN 的Elastic Cloud DC解決方案,力求實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心的全虛擬化,資源的動(dòng)態(tài)編排和管理,提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)價(jià)值。
如圖1所示,整體架構(gòu)分為四層:硬件物理層負(fù)責(zé)整體IT設(shè)備的連接以及轉(zhuǎn)發(fā)通道;控制層中的彈性網(wǎng)絡(luò)智能控制器對(duì)物理資源進(jìn)行統(tǒng)一控制轉(zhuǎn)發(fā),底層設(shè)備無(wú)須進(jìn)行復(fù)雜的控制交互;控制器上層部署各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)資源APP應(yīng)用,用戶(hù)可在這層進(jìn)行編程,按照自己需求定制網(wǎng)絡(luò)控制面;最上層是網(wǎng)絡(luò)編排,管理員可以對(duì)底層資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度,租戶(hù)可以申請(qǐng)資源。
SDN多模塊盤(pán)活I(lǐng)T資源
基于整體架構(gòu),中興通訊可提供完整的基于SDN的數(shù)據(jù)中心各個(gè)模塊,充分盤(pán)活用戶(hù)IT資源,提升資源利用率,做到從轉(zhuǎn)發(fā)到管理上的統(tǒng)一。解決方案共包括四大核心組件,如圖2所示。
1、 云管理平臺(tái)(IROS管理平臺(tái))
集成OpenStack相關(guān)組件,提供網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算的管理和業(yè)務(wù)編排功能,云管理員可以看到IT資源分布情況并方便地管理創(chuàng)建以及調(diào)用,用戶(hù)通過(guò)自助服務(wù)界面申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算以及存儲(chǔ)資源組建完全屬于自己的IT基礎(chǔ)平臺(tái)。
2、 SDN控制器(ZTE Controller)
作為云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)控制面和中樞,負(fù)責(zé)全網(wǎng)拓?fù)涔芾砗吐酚捎?jì)算。目前已支持OpenFlow 1.0/1.2/1.3協(xié)議,并可以自動(dòng)適配,并可通過(guò)API接口與上層云管理平臺(tái)IROS實(shí)現(xiàn)對(duì)接。
3、 Openflow交換機(jī)
包括Vswitch和Openflow物理硬件交換機(jī),支持Openflow1.0/1.2/1.3,可與標(biāo)準(zhǔn)控制器進(jìn)行互通。
4、 SDN多功能網(wǎng)關(guān)
綜合Vxlan網(wǎng)關(guān)、多租戶(hù)NAT、VPN等功能,實(shí)現(xiàn)租戶(hù)私有網(wǎng)絡(luò)和共享網(wǎng)絡(luò)的通信,不同租戶(hù)IP地址可重疊,真正實(shí)現(xiàn)了租戶(hù)之間的隔離。
通過(guò)引入SDN技術(shù),在數(shù)據(jù)中心中,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被虛擬化成一個(gè)邏輯資源池,允許用戶(hù)通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的框架管理自己的網(wǎng)絡(luò),按需調(diào)配資源,保證對(duì)應(yīng)用程序的響應(yīng)能力。網(wǎng)絡(luò)因此成為開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò),它為整個(gè)Elastic Cloud DC解決方案帶來(lái)了很多優(yōu)勢(shì)。
● 支持多租戶(hù):由于SDN具有可編程能力,SDN NOS可以加載應(yīng)用模塊,識(shí)別不同租戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)流量,通過(guò)流表的控制,使數(shù)據(jù)流只能在同一租戶(hù)的虛擬機(jī)間轉(zhuǎn)發(fā)。
● 支持虛擬機(jī)遷移:當(dāng)虛擬機(jī)遷移時(shí),IROS調(diào)用SDN NOS的API,將虛擬機(jī)關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)特性同時(shí)遷移,保證虛擬機(jī)遷移完成時(shí)網(wǎng)絡(luò)同步可用,同時(shí)SDN接管VXLAN控制平面,無(wú)需開(kāi)啟組播功能,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的管理。
● 統(tǒng)一資源管理:通過(guò)集中統(tǒng)一的調(diào)度管理實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活部署,為數(shù)據(jù)中心多租戶(hù)提供可靠保障,統(tǒng)一高效運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)能夠極大降低云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維成本。
● 綠色節(jié)能:SDN架構(gòu)能靈活修改設(shè)備流表,改變數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)路徑,可在流量低谷期,通過(guò)控制器調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵⒘髁繉?dǎo)引到少數(shù)路徑上,通過(guò)關(guān)閉閑置的設(shè)備以節(jié)省能耗。
中興通訊Elastic Cloud DC基于SDN實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)虛擬化,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)虛擬化與計(jì)算及存儲(chǔ)虛擬化相結(jié)合,不僅降低了CAPEX/OPEX,還協(xié)助客戶(hù)快速推出新的網(wǎng)絡(luò)特性和云計(jì)算服務(wù),滿(mǎn)足了不斷變化的市場(chǎng)需求。使云數(shù)據(jù)中心的響應(yīng)速度更快、成本更低、智能化程度更高,從而提高客戶(hù)的靈活性和競(jìng)爭(zhēng)能力。