云計算對網絡基礎架構有何影響?
[ 導讀 ] 近幾年來, 各企業和政府機構都在持續整合和優化其IT架構,目前效果開始顯現。以IBM為例,其已將200多個數據中心整合為12個,并利用虛擬化進一步整合資源,減少了93%的軟件license費用,通過數據中心和IT架構的整合為IBM帶來了41億美元的效益。
再如華為,一直在推動虛擬化以及桌面云的應用,到目前為止已有幾百臺服務器實施了虛擬化,有效提高了業務提供的可靠性;其上海研究所1萬多臺PC桌面云的成功應用開始向其它研究所推廣,深圳、北京、西安等都規模部署桌面云,有效提高了員工的工作效率,節約了公司的信息化成本。
與此同時,企業也在積極將其IT業務逐步向云計算平臺遷移。根據IDC的報告,2011年有80%的企業應用是在云平臺上開發的,到2014年,將有30%的企業應用費用花在云計算供應的業務上。影響:由于整合以及虛擬化應用使服務器的密度以及利用率提升,云計算網絡將對設備性能和端口密度提出較高要求。
云計算業務流量和大數據快速增長
預計2015年將有150億個終端和超過30億用戶接入互聯網,全球數據中心IP流量年平均增長率為33%;同時2016年數據將增長到4.8ZB。互聯網業務爆發式發展,尤其是社交網絡、電子商務等快速發展以及移動終端的智能化,推動互聯網數字化信息的快速增長,同時企業信息化進程和物聯網的興起也正在推動企業信息的爆發。
這些猛增的大數據以非結構化數據為主,將成為企業的戰略資產,如何低成本有效維護這些數據,以及從數據中發現新的商業機會, 成為企業面臨的新問題。影響:云計算業務流量的激增,帶來了對高性能網絡的需求;與此同時,面對數量巨大的大數據處理,業務模式也發生了變化,尤其是Hadoop的低成本軟件架構,從評估來看,該種業務架構將更依賴于網絡的帶寬、可靠性、適當緩存以及信令優先級保證等因素。
服務器正在經歷由GE向10GE轉變的變革期
2012年3月,占x86服務器市場70%~80%份額的英特爾公司發布了以新一代至強E5處理器為核心的平臺。這是一個為云計算而生的服務器平臺,帶來了包括處理器、芯片組、主板設計和外圍擴展在內的全方位解決方案。該服務器采用低功耗和模塊化的10GE以太網LOM設備,即主板直接出10GBase-T接口,這樣使得服務器在具有更強大的處理能力的同時,也提供更快的互連和更高速的IO,突破了GE時代低速IO的諸多限制,這也將開啟10GE服務器時代。
據IDC預計, 數據中心端口將在2012-2014年之間實現GE與10GE端口數量之間的交叉,即10GE端口數量超過GE端口數量。隨著10GE服務器的推出和成熟商用,云計算數據中心也將進一步提升其計算能力和性能,以實現數據快速和高效的處理。
云計算時代關注開放的生態鏈
云計算涉及到云應用、云管理平臺、虛擬化平臺、分布式存儲架構、中間件、服務器、網絡、存儲等諸多環節,提供端到端解決方案是非常困難的事情,云計算的開放主要通過平臺的開源和對外的接口開放,來實現集成與被集成。而伴隨著云計算的推進, S D N(Software Defined Network, 軟件定義網絡)也正在被熱炒,目前雖然還未有定論,但基本上有兩個共識:第一是集中控制,這里控制可以是狹義的控制和轉發分離,也可以是針對部分業務的集中控制;第二是網絡的開放和可編程,即將網絡能力進一步開放出來。影響:針對網絡而言SDN是一個非常好的例子。云計算的網絡一方面把網絡的能力進一步開放出來,另一方面就是更好地讓其他廠商集成自己,并融入到云計算的產業鏈,為客戶提供完善的云計算解決方案。
云計算趨勢對網絡的影響
從以上趨勢:如云計算的整合與優化、業務與數據增長、10GE時代到來以及開放等,可以看出業務的不斷變革也推動網絡的不斷變化。
從網絡本身來看,隨著云計算趨勢的推動,以往以園區交換機構建的數據中心網絡已經不能適應云計算的發展,因此近兩年來,各個廠商也在不斷推出自己定義的數據中心交換機,雖然大家的定義是不同的,但有一點比較清晰就是支撐云計算。由此可見,云計算正深遠影響著網絡的變革,從以上分析可歸納出幾個關鍵影響和需求。
推動網絡的彈性提升。網絡的彈性主要有三個方面:一方面是針對計算性能的,如服務器部署的密度,10GE網卡快速增長,服務器虛擬化使服務器性能提升,網絡的性能也應該是有彈性的,既可支持高密GE服務器接入,也能支持高密10GE服務器接入,并具有良好的性能可演進性;另一方面是虛擬機遷移應用,針對虛擬機相應的網絡相關配置,也需要動態遷移而無需人工參與,從而實現網絡配置的彈性;最后就是針對多租戶的邏輯網絡資源快速部署,更好地配合計算資源的靈活供應。因此網絡的彈性對于支撐云計算是至關重要的。
需要簡化網絡管理運維。云計算數據中心的規模越來越大,且新技術應用(如大二層網絡)需要提供豐富的運維手段和工具,以簡化網絡運維管理;同時,隨著云計算資源的快速部署,網絡資源也需要自動地快速部署,實現云計算業務的快速供應;最后,服務器虛擬化給網絡帶來的最大改變就是vSwITch,即虛擬網絡,目前與物理網絡的管理是割裂的,如何把物理網絡和虛擬網絡統一管理起來,也是簡化網絡管理的關鍵。
需要開放的網絡。云計算網絡本質是一個連通的平臺,所以開放的網絡是非常關鍵的。首先,作為云計算一種資源的網絡,應該為云計算平臺所管理,即網絡能開放給云計算平臺,被其管理和自動化部署;其次,隨著服務器虛擬化的應用,網絡需要與虛擬化平臺更好地結合;最后,網絡應該提供開放的平臺,根據云計算業務需要增刪網絡增值業務。通過網絡的開放性與云計算、虛擬化平臺等很好地融合,形成完整的高效低成本的云計算解決方案,顯得尤為關鍵。
對未來云計算網絡架構的幾點思考
彈性網絡、易管理網絡和開放的網絡,這3個需求的提出是適應未來云計算的支撐關鍵。面對云算的新變化和趨勢,許多廠商提出了自己的思路和方案,其中比較典型的有兩個:一是把網絡看做一臺完整設備,即一個核心和多個拉遠的線卡,提供高性能、完全的流量負載均衡和真正集中管理控制的網絡平臺,最新實現由于技術問題無法克服,不得不退而求其次,放棄理想平臺的部分思路;另一個是重新定義網絡轉發架構,并完全開放網絡的能力。從當前來看,這兩種方式都存在致命的缺陷,并增加了網絡的復雜度。
理想的云計算網絡架構如下,假定數據中心網絡是一個黑盒,首先它應:無阻塞,保證點到點之間性能是等同的;可自愈,無需任何外部部件參與,網絡可以提供和保持基本連通能力;即插即用,任意網絡部件插入即可使用。這樣的網絡就是基本網絡和連接的平臺,提供一個物理的網絡連接的服務。
其次,它是一個持續演進的彈性平臺,應具有:性能可演進,滿足10GE服務器以及未來40/100GE的服務器接入;業務可演進性,例如,未來演進到IPv6網絡是否需要網絡整體升級,再如FCoE的整網融合是否可以平滑演進。最后,它是開放的。一方面是網絡能力的開放,根據業務需求把網絡的能力開放給上層應用和業務;另一方面網絡能與其他云計算廠商快速集成,形成特色云計算解決方案。
當然,云計算目前仍處于變革期,從熱炒到試點再到實用,在這個過程中企業在整合業務的同時,也應思考如何遷移到云計算平臺上,如何更加有效地降低成本、提升效率是其中的關鍵。面對云計算的變革期,網絡需要具備高彈性、高擴展性、易管理和開放性。整體來看,未來云計算網絡將是一個無阻塞、可自愈、即插即用的黑盒網絡平臺,可持續演進,并提供開放的網絡業務,以適應快速變化的云計算業務需求。
與此同時,企業也在積極將其IT業務逐步向云計算平臺遷移。根據IDC的報告,2011年有80%的企業應用是在云平臺上開發的,到2014年,將有30%的企業應用費用花在云計算供應的業務上。影響:由于整合以及虛擬化應用使服務器的密度以及利用率提升,云計算網絡將對設備性能和端口密度提出較高要求。
云計算業務流量和大數據快速增長
預計2015年將有150億個終端和超過30億用戶接入互聯網,全球數據中心IP流量年平均增長率為33%;同時2016年數據將增長到4.8ZB。互聯網業務爆發式發展,尤其是社交網絡、電子商務等快速發展以及移動終端的智能化,推動互聯網數字化信息的快速增長,同時企業信息化進程和物聯網的興起也正在推動企業信息的爆發。
這些猛增的大數據以非結構化數據為主,將成為企業的戰略資產,如何低成本有效維護這些數據,以及從數據中發現新的商業機會, 成為企業面臨的新問題。影響:云計算業務流量的激增,帶來了對高性能網絡的需求;與此同時,面對數量巨大的大數據處理,業務模式也發生了變化,尤其是Hadoop的低成本軟件架構,從評估來看,該種業務架構將更依賴于網絡的帶寬、可靠性、適當緩存以及信令優先級保證等因素。
服務器正在經歷由GE向10GE轉變的變革期
2012年3月,占x86服務器市場70%~80%份額的英特爾公司發布了以新一代至強E5處理器為核心的平臺。這是一個為云計算而生的服務器平臺,帶來了包括處理器、芯片組、主板設計和外圍擴展在內的全方位解決方案。該服務器采用低功耗和模塊化的10GE以太網LOM設備,即主板直接出10GBase-T接口,這樣使得服務器在具有更強大的處理能力的同時,也提供更快的互連和更高速的IO,突破了GE時代低速IO的諸多限制,這也將開啟10GE服務器時代。
據IDC預計, 數據中心端口將在2012-2014年之間實現GE與10GE端口數量之間的交叉,即10GE端口數量超過GE端口數量。隨著10GE服務器的推出和成熟商用,云計算數據中心也將進一步提升其計算能力和性能,以實現數據快速和高效的處理。
云計算時代關注開放的生態鏈
云計算涉及到云應用、云管理平臺、虛擬化平臺、分布式存儲架構、中間件、服務器、網絡、存儲等諸多環節,提供端到端解決方案是非常困難的事情,云計算的開放主要通過平臺的開源和對外的接口開放,來實現集成與被集成。而伴隨著云計算的推進, S D N(Software Defined Network, 軟件定義網絡)也正在被熱炒,目前雖然還未有定論,但基本上有兩個共識:第一是集中控制,這里控制可以是狹義的控制和轉發分離,也可以是針對部分業務的集中控制;第二是網絡的開放和可編程,即將網絡能力進一步開放出來。影響:針對網絡而言SDN是一個非常好的例子。云計算的網絡一方面把網絡的能力進一步開放出來,另一方面就是更好地讓其他廠商集成自己,并融入到云計算的產業鏈,為客戶提供完善的云計算解決方案。
云計算趨勢對網絡的影響
從以上趨勢:如云計算的整合與優化、業務與數據增長、10GE時代到來以及開放等,可以看出業務的不斷變革也推動網絡的不斷變化。
從網絡本身來看,隨著云計算趨勢的推動,以往以園區交換機構建的數據中心網絡已經不能適應云計算的發展,因此近兩年來,各個廠商也在不斷推出自己定義的數據中心交換機,雖然大家的定義是不同的,但有一點比較清晰就是支撐云計算。由此可見,云計算正深遠影響著網絡的變革,從以上分析可歸納出幾個關鍵影響和需求。
推動網絡的彈性提升。網絡的彈性主要有三個方面:一方面是針對計算性能的,如服務器部署的密度,10GE網卡快速增長,服務器虛擬化使服務器性能提升,網絡的性能也應該是有彈性的,既可支持高密GE服務器接入,也能支持高密10GE服務器接入,并具有良好的性能可演進性;另一方面是虛擬機遷移應用,針對虛擬機相應的網絡相關配置,也需要動態遷移而無需人工參與,從而實現網絡配置的彈性;最后就是針對多租戶的邏輯網絡資源快速部署,更好地配合計算資源的靈活供應。因此網絡的彈性對于支撐云計算是至關重要的。
需要簡化網絡管理運維。云計算數據中心的規模越來越大,且新技術應用(如大二層網絡)需要提供豐富的運維手段和工具,以簡化網絡運維管理;同時,隨著云計算資源的快速部署,網絡資源也需要自動地快速部署,實現云計算業務的快速供應;最后,服務器虛擬化給網絡帶來的最大改變就是vSwITch,即虛擬網絡,目前與物理網絡的管理是割裂的,如何把物理網絡和虛擬網絡統一管理起來,也是簡化網絡管理的關鍵。
需要開放的網絡。云計算網絡本質是一個連通的平臺,所以開放的網絡是非常關鍵的。首先,作為云計算一種資源的網絡,應該為云計算平臺所管理,即網絡能開放給云計算平臺,被其管理和自動化部署;其次,隨著服務器虛擬化的應用,網絡需要與虛擬化平臺更好地結合;最后,網絡應該提供開放的平臺,根據云計算業務需要增刪網絡增值業務。通過網絡的開放性與云計算、虛擬化平臺等很好地融合,形成完整的高效低成本的云計算解決方案,顯得尤為關鍵。
對未來云計算網絡架構的幾點思考
彈性網絡、易管理網絡和開放的網絡,這3個需求的提出是適應未來云計算的支撐關鍵。面對云算的新變化和趨勢,許多廠商提出了自己的思路和方案,其中比較典型的有兩個:一是把網絡看做一臺完整設備,即一個核心和多個拉遠的線卡,提供高性能、完全的流量負載均衡和真正集中管理控制的網絡平臺,最新實現由于技術問題無法克服,不得不退而求其次,放棄理想平臺的部分思路;另一個是重新定義網絡轉發架構,并完全開放網絡的能力。從當前來看,這兩種方式都存在致命的缺陷,并增加了網絡的復雜度。
理想的云計算網絡架構如下,假定數據中心網絡是一個黑盒,首先它應:無阻塞,保證點到點之間性能是等同的;可自愈,無需任何外部部件參與,網絡可以提供和保持基本連通能力;即插即用,任意網絡部件插入即可使用。這樣的網絡就是基本網絡和連接的平臺,提供一個物理的網絡連接的服務。
其次,它是一個持續演進的彈性平臺,應具有:性能可演進,滿足10GE服務器以及未來40/100GE的服務器接入;業務可演進性,例如,未來演進到IPv6網絡是否需要網絡整體升級,再如FCoE的整網融合是否可以平滑演進。最后,它是開放的。一方面是網絡能力的開放,根據業務需求把網絡的能力開放給上層應用和業務;另一方面網絡能與其他云計算廠商快速集成,形成特色云計算解決方案。
當然,云計算目前仍處于變革期,從熱炒到試點再到實用,在這個過程中企業在整合業務的同時,也應思考如何遷移到云計算平臺上,如何更加有效地降低成本、提升效率是其中的關鍵。面對云計算的變革期,網絡需要具備高彈性、高擴展性、易管理和開放性。整體來看,未來云計算網絡將是一個無阻塞、可自愈、即插即用的黑盒網絡平臺,可持續演進,并提供開放的網絡業務,以適應快速變化的云計算業務需求。
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