企业数据中心规划的新理念与技术

文/朱晓，南京苏宁电子信息技术有限公司

1 前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，企业数据中心规划的新理念与技术的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对新理念与技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2 概述

在大数据时代下，云计算已经成为IT建设的重点，云计算技术重要的是虚拟化技术的实现，目前在云计算技术的推动下，网络时代发生了较大的改变。云数据中心未来发展趋势是接入10G级的以太网，以以太网为核心，满足虚拟化技术大流量的使用需求，是一种扁平化、跨数据中心的网络结构，满足虚拟机迁移和横向流量需求，也是一种可编程和开放式的网络，实现网络Naas，也可以实现网络随着虚拟机的迁移而发生变动的需求，同时也满足用户上层应用和中间层来调用网络基础设施。以上均对云数据中心网络进行了清晰的定義，与传统数据中心网络存在较大的差异。简单来说，云数据中心网络在建设过程中需要考虑其安全性、可靠性、可扩展性、网络性能及可维护性，采用先进技术提高资源利用率，而这一资源即是指虚拟化技术，通过虚拟化技术，可以为计算机提供高配置技术，是系统高速运行和可靠运行的重要保障。

3 虚拟化技术

虚拟化技术的主要基础是资源层次，将基础资源转换为逻辑资源，将资源壁垒进行打破，从而掩盖资源之间存在的差异性，使资源得到充分的利用，并将资源灵活分配和快速移植。最初在服务器中虚拟技术便得到了应用，将硬件计算机变成多个虚拟机，且各个虚拟机之间存在单独的网卡资源、内存和CPU，可以将虚拟机作为独立计算机进行使用。由于虚拟系统主要是通过文件保存的方式来实现的，更加便于备份及迁移，可以对应用系统中的搭建需求快速响应。在服务器中虚拟技术的发展，有逐渐出现了虚拟化应用、虚拟化存储及虚拟化桌面等诸多虚拟技术。

随着信息技术的发展，虚拟化技术逐渐出现在网络领域中，由于出现时间较晚，作为信息基础设施建设，人们对虚拟技术的稳定性及可靠性更加重视，但对虚拟化技术的灵活性和经济性要求较低。近年来，IT行业中硬件性能在不断提高，虚拟化技术在其他领域中也获得了一些成功的经验，因此在网络领域中IT工程师也更加重视虚拟化技术，并研发出了一系列的技术，如链路虚拟化技术、网络设备虚拟化技术、路由虚拟化技术和端口虚拟化技术等。

4 数据中心网络架构

4.1 传统数据中心网络架构

传统数据中心网络架构是以CIOQ交换架构为主，包含一个或多个并行工作无缓存芯片，且每个芯片可以通过交换网端口上实现所有输入端的FA端口和输出端的FA端口之间的连接。

4.2 云数据中心网络架构

在大数据时代到来的同时，云计算在数据中心中得到应用，在技术和设备等因素的影响下，传统的网络架构逐渐发生演变，从三层网络架构成为二层网络架构，即接入层和核心层。

5 云数据中心网络虚拟化技术的实现

5.1 控制平面虚拟化

控制平面虚拟化技术，顾名思义是将所有设备中国的控制平面进行综合，作为一个主体在虚拟交换机中来对表项同步、协议处理等问题加以整合。根据控制平面结构可以将其分为纵向和横向两种方向，其中纵向虚拟化是指利用虚拟技术将不同层次的设备进行合二为一，类似于下游交换机设备是上游交换机设备的一种接口拓展，在经过虚拟后，将控制平面与转发平面集中在一个设备（上游设备）上，而下游设备则主要是负责一些简单同步处理工作，上游设备中还要负责报文转发等，因此这种虚拟技术可以看成是一种集中式转发的交换机。

5.2 数据平面虚拟化

控制平面和数据平面都是数据通信维度，其中数据平面也是数据转发平面，数据平面虚拟化的实现是通过SPB和TRILL这两个协议来实现的，这两个协议都是作为一种控制协议，在设备中计算拓扑路径，在转发时会将原始报文的外层进行封装，将不同目的标签在协议区域中来转发。就外界人士看来，SPB和TRILL这两个区域网络都是一个虚拟交换机，当网络报文进入入口后，会完整的从出口出来，其中内部转发过程是一种不可见且无意义的行为。这种数据平面的虚拟技术在广泛意义上是多虚一的，在二层网络转发时可以将规模范围进行有效扩展，就网络节点中多个节点虚拟为一个节点的情况来看，控制平面虚拟化仍然只是停留在个位或十位级别，而数据平面虚拟化则已经达到百位级别。

在二层数据网络模型的构建中，需要集中解决拓扑无环路和多路径转发的问题，在传统网络转发中只有采用STP才能实现无环转发，但由于STP使多路径冗余中的部分路径阻塞，带宽浪费，为整网转发带来了阻碍。所以在云计算数据中心网络虚拟化技术中需要采用新型技术来避免环路，提高多路径带宽的利用效率。

5.3 数据平面多虚一

数据平面多虚一是将二层网络的报文外面封装一层标识，再进行寻址转发，基于外层标识可以进行多路径负载均衡及避免环路等工作。当前公有标准协议主要是SPB和TRILL。其中SPB是一种静态规划转发路径，难以用于大型的二层网络拓展，SPB网络中仍采用的是传统网络转发，为了保障单播负载均衡及过路惊无环广播，需要对相关软件算法进行定义。TRILL又称为透明多链路互联，主要是为数据中心开发的一种技术，在大型网络中对多路径问题加以解决。

6 结束语

综上所述，加强对企业数据中心规划的新理念与技术的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的企业数据中心规划过程中，应该加强对新理念与技术关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。