云计算的火热给数据中心网络带来了新的挑战

  • 来源:比特网
  •  2014-12-16
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近年来云计算这个词在业界越来越火热,从公有云到私有云各家厂家都纷纷在为云领域努力着。云计算已经被视为科技业的下一次革命,它将带来工作方式和 商业模式的根本性改变。然而云是高高在上的,要让云计算真正跑起来,数据中心就成了云计算的着力点。只有在数据中心,云计算才能发挥出其优越的技术性能。 但是传统数据中心无法承载如此先进的软件计算技术,尤其是网络资源,云计算技术的精髓都是分布式计算,云计算能否发挥出应有的效能,要完全依仗数据中心的 网络。传统的数据中心网络技术已经无法满足云计算的需要,因而出现了一系列数据中心网络新技术,为云计算的应用提供了网络保障。下面就来详细说一说其中几 种典型的为云计算而生的网络技术。

VXLAN

VXLAN全称Virtual Extensible LAN,是一种覆盖网络技术或隧道技术。VXLAN将虚拟机发出的数据包封装在UDP中,并使用物理网络的IP/MAC作为外部报文头进行封装,然后在物 理IP网上传输,到达目的地后由隧道终结点解封并将数据发送给目标虚拟机。VXLAN技术本身主要是为了解决VLAN数量不足的问题,IP标准中用12 BIT定义了VLAN ID,总数是4094个,这个数量的VLAN远不能满足大规模云计算数据中心的需求。当然VXLAN也可以解决传统二层环路协议STP端口和网络链路的浪 费,并可以解决接入交换机MAC地址容量不足的问题。VXLAN很好地解决了云计算在数据中心部署时面临的网络问题,这个协议就是为云而生的,不过在原有 报文的基础上加了外层报文头,每个数据包要多传输一些数据,增加了网络传输的负担,但是和满足云计算相比,这点倒是微不足道的。

OTV

OTV全称Overlay Transport Virtualization,也是一种隧道技术。其通过隧道技术穿越三层网络实现二层网络的互通,是一种二层扩展技术。具体实现上就是在原有三层报文的 基础上再增加一个二层报文头,让跨三层的网络设备之间完成二层转发。这种技术是由思科公司提出来的,完全为了解决物理链路种类的限制。比如非常典型的云计 算应用,要让处于多个数据中心里的虚拟机要任务平滑迁移,这些虚拟机之间都是二层转发,而实际上使处于不同的数据中心里,物理上药经过三层网络才能可达, 在这种情况下,传统的数据中心网络技术无法满足,而OTV技术就可以很好地解决这类问题。

LISP

LISP全称Locator/ Identifier Separation Protocol,即定位器/标示符分离协议,依然是隧道技术,意在满足云计算的移动性。云计算的最大特点就是计算资源的虚拟化,单个应用程序将不再绑定 在一台服务器上,而是在多个处于不同位置的服务器上都可以运行。

当一台虚拟化发生飘逸时,其身份在移动前后保持一致,而寄存的服务器位置却发生了变化,然而由于IP地址的天然属性,即代表了设备的身份又表明了其 在网络中的位置,强调的就是网络位置,两者在技术上无法融合,LISP的诞生就是为了解决这个问题的,其将IP地址拆分为表明位置的路由标识符和表明身份 的节点标识符,路由标识符定义了设备是如何接入网络,如何能被找到,而节点标识符则是定义了设备是谁,属于什么组织。LISP打破了原有的位置与身份之间 的纽带。当然部署LISP会增加路由表规模,增加了网络部署的复杂性,正因为这样,这种协议仍处于优化协议文件阶段,原型实验产品也处于研发过程中。

不管是VXLAN、OTV还是LISP都是通过隧道技术,在原有的报文基础上增加报文头来完成云计算业务部署。在数据中心网络新技术创新领域,思科 还是领头羊,除了VXLAN技术之外的OTV和LISP都是思科率先提出来的新技术,也只有思科针对两种协议设计出了原型网络实验室设备,其它网络设备纷 纷效仿。在这三种技术里,VXLAN和OTV都是利用隧道传输数据的技术,他们都可以实现将一个VLAN横跨多个三层网关的效果。

OTV的应用场景是数据中心互联,因此它的控制平面可以在没有组播的情况下工作,因为不是每个地方的运营商都会将广域网上的组播服务开放给普通用户 使用。VXLAN突破了VLAN的数量限制,延伸了VLAN的部署范围,当这些VLAN需要延伸到另一个数据中心的时候,可以利用OTV实现跨广域网的 VLAN扩展。VXLAN和OTV分别定位于不同的需求,两者之间没有冲突,也可以共同部署在同一个数据中心网络上。LISP更强调的则是IP地址的移动 性。

LISP和OTV是针对不同需求的两种广域网技术。VXLAN、LISP和OTV都将数据进行了封装,它们的目的都是在不影响上层业务流程的情况 下,赋予数据中心网络更大的灵活性,三者并不矛盾,互相之间也不冲突,在一个大型两地三中心的数据中心设计中,可能同时存在VXLAN、LISP和 OTV,以便为云计算业务提供最灵活的基础网络服务,下面的表1说明了三种技术在数据中心里部署的位置,三种技术归根结底都是为了解决云计算在数据中心应 用时面临的网络问题。

云计算的火热给数据中心网络带来了新的挑战,传统的网络技术早已无法满足云计算的需要,只能变革。VXLAN、OTV、LISP虽然都是隧道技术, 却是解决云计算在数据中心面临的不同问题,三大技术都有自己的特点,以满足复杂多变的云计算,为云计算应用在数据中心大面积落地铺路。


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