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數(shù)據(jù)中心網絡技術面臨的三大難題

發(fā)布時間:2018-05-03瀏覽次數(shù):166
網絡本來是數(shù)據(jù)中心里最為穩(wěn)定的一部分,技術幾十年下來并未發(fā)生根本性的變化。

網絡本來是里最為穩(wěn)定的一部分,技術幾十年下來并未發(fā)生根本性的變化。然而,隨著互聯(lián)網的普及、云計算和大數(shù)據(jù)等新技術的興起,網絡成為了最大的一塊阻礙數(shù)據(jù)中心發(fā)展的絆腳石,對網絡進行改造勢在必行,可是網絡部分的歷史包袱不少,古老的以太網協(xié)議依然是當前網絡唯一廣為使用的協(xié)議(除了存儲網絡)。要適應新形勢、新環(huán)境的發(fā)展需要,網絡必須要引入一些新設備、新技術,這個過程并不是一帆風順的,網絡技術面臨著很大的難題。

 

本文就來詳細說一說,當前擺在我們面前的幾大技術難題,如果能夠盡早攻克,數(shù)據(jù)中心的前途一定會一片光明。

 

 

SFI技術

 

數(shù)據(jù)中心對網絡帶寬要求越來越高,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越快。單端口200G的設備在2018年也將會在數(shù)據(jù)中心市場上出現(xiàn)。拋開實現(xiàn)這樣高帶寬的光技術不說,要滿足單端口200G的設備線速轉發(fā)也面臨不少技術難題。

 

其實,在數(shù)據(jù)中心網絡中,使用最為廣泛的就是交換機,能提供200G的交換機必然是一些大型的框式設備,前些年網絡設備內部達不到線速是普遍現(xiàn)象,所以經常出現(xiàn)一些端口還沒有線速打滿的情況下,設備已經擁塞了,就是設備內部并不是百分之百線速的,這給數(shù)據(jù)中心擴容帶來了極大不便,所以數(shù)據(jù)中心都要求網絡設備能夠線速。若是不能夠線速,在一塊板卡上提供那么多端口沒有意義,所以網絡設備內部要真正線速是數(shù)據(jù)中心對網絡的基本要求。這給框式的網絡設備提供了很大難題,要在設備內部保證所有的板卡端口線速轉發(fā)。

 

假如一個48口100G的板卡要線速,就需要對一塊板卡要提供4.8T的帶寬,如果是有16個槽位的框式設備,那么內部要提供76.8T的內部帶寬才行,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現(xiàn)板卡之間的網絡流量線速轉發(fā)。連接器普遍采用交換矩陣接口 (SFI)技術,SFI技術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。目前一個通用的連接器有60G帶寬,對于4.8T的板卡,就要部署80個連接器,不僅數(shù)量龐大,而且會占用太多的內部空間,使得設備過于臃腫,提升單個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,會出現(xiàn)管腳震蕩或者錯包,這使得設備運行不穩(wěn)定,所以連接器技術仍在不斷提升當中,在提升連接帶寬的同時,要增加穩(wěn)定性,否則要讓200G甚至400G在交換機設備上實現(xiàn)就是空談,連接器部分是急需解決的首要問題。

 

SDN控制器實現(xiàn)技術

 

SDN是網絡實現(xiàn)自動部署和管理的重要技術,如若真能普及應用,將會極大節(jié)約數(shù)據(jù)中心運維的投入成本,現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心哪個不得儲備一些網絡技術人員,用于日常網絡維護和故障處理。SDN網絡就能將人從復雜繁瑣運維的工作中脫離出來。

 

SDN技術的遠景是美好的,然而現(xiàn)實卻是殘酷的。現(xiàn)在的多來自于傳統(tǒng)的網絡設備制造商,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,不過網絡設備商并不買賬,對這些軟件并不去主動支持,使得SDN控制器軟件無法在實際中得到應用。網絡設備商可沒閑著,也紛紛推出自己的SDN控制器軟件,但也僅僅實現(xiàn)與自家設備的互聯(lián)與控制,這就造成現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心SDN部署的局面,每個網絡設備商的SDN控制器都和網絡設備綁定銷售。SDN網絡成了封閉網絡,一旦數(shù)據(jù)中心選擇一家設備商的設備,后面擴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SDN控制器實現(xiàn)統(tǒng)一標準,這就相當于要網絡設備商革自己的命,這樣必然有不少的設備商會消亡,所以實現(xiàn)阻力非常大。當然,SDN技術本身并不存在難題,主要是網絡環(huán)境的阻力,讓SDN技術在數(shù)據(jù)中心里真正大面積落地的依然不多。

 

虛擬化技術

 

虛擬化在數(shù)據(jù)中心里應用極為普遍,當然也包括網絡部分。不少的網絡設備都支持虛擬化(一虛多,多虛一),但網絡設備的虛擬化在實際應用中也遇到了不少問題。

 

當將一臺網絡設備虛擬化為多臺設備,將這些設備租給不同的用戶使用,雖然表現(xiàn)上是隔離的,實際上還在同一臺設備上,甚至同一個板卡上工作,當板卡重啟或者設備重啟時,所有的用戶業(yè)務都會受到影響。還有安全問題,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,尤其是一臺網絡設備遭到攻擊后,所有的虛擬設備業(yè)務都可能受到影響。

 

當將多臺網絡設備虛擬為一臺設備,這樣管理起來的確便利一些,可一旦遇到故障時,多個虛擬化到一起的設備之間耦合太緊,難免殃及池魚,均受到影響,還有要對設備進行升級時,因為多臺設備之間都是緊耦合的,無法逐臺設備,就要中斷業(yè)務,網絡維護產生極大困難,要是數(shù)據(jù)中心的核心網絡設備要重啟,那一定是一次重大網絡事故

。虛擬化技術在現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心發(fā)展過程中已經顯得不合時宜,現(xiàn)在出現(xiàn)了一些松耦合的虛擬化技術,設備之間,以及設備內部都是輕量級的虛擬化,這樣相互之間解開非常容易,相互之間影響非常小。不過這些技術仍在不斷完善之中,能不能在數(shù)據(jù)中心中落地生根,還有待觀察。不管怎樣,當前的虛擬化技術已經難以讓人滿意,迫切需要新的網絡設備虛擬化技術的出現(xiàn)。

 

以上是當前網絡技術面臨的幾個難題,還在不斷完善之中,但相信在未來,這些難題可以得到很好的解決,這樣才能促進數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。

 
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