由于业务和应用的驱动,一波新的网络需求浪潮正朝着IT基础设施技术涌来。通过对企业和云服务商的调研不难得知,下一代数据中心的网络建设要迎合以下趋势:
模块化、标准化、简化
世界上最先进的数据中心如谷歌、微软、领英、Facebook等都在向着模块化的方向发展,每一个模块都包含标准化的网络架构,使用诸如博科、Marvell的交换机和Centec、Barefoot、Cavium的芯片。许多大型云服务商使用的交换机都是定制的版本,这些标准化的设计也成为了开放计算机项目(OCP)硬件标准的一部分。
这些标准化的模块在世界范围内的数据中心都易于部署和扩展。虽然模块化是云服务商最早开始使用的,但企业和通信服务商也纷纷采用了类似的设计。
为了支撑应用和数据的大规模扩展,下一代数据中心需要一个新的标准化的、简化的网络。传统的数据中心网络需要专用的硬件设备,每一种设备的网络能力都有较大的差异。IDC通过采用标准服务器设备(这和SDN、NFV的思路一致)力求减少网络设备的数量,同时优化网络并降低其复杂度。此外,下一代数据中心网络也倾向于使用较少的白盒设备来优化网络,这种策略与4~7层网络功能向标准服务平台迁移异曲同工。
虚拟化和容器技术
随着大量的程序被部署到虚拟机中,以及以Docker、CoreOS和其他容器解决方案为代表的Linux容器技术的普及,下一代数据中心支持虚拟化的能力变得至关重要。绝大多数企业并不像Facebook那样有雄厚的技术实力,在不同程度上都需要虚拟化和容器技术的支持和服务。
下一代数据中心网络带来的另一个关键变化是,网络的边界不再是传统的ToR交换机,而是运行在服务器上的虚拟交换机(vSwitch),这些虚拟交换机最终成为数据中心网络的重要一环,并在Overlay网络中起到关键的作用。
可编程性
下一代数据中心网络的另一个关键因素是支持可编程。为了满足业务应用敏捷、灵活的需求,同时允许网络通过编排系统或者专门的网络程序进行优化,下一代数据中心网络通过开放RESTful APIs、支持像P4这样的编程语言像OpenFlow这样的协议等措施,使网络成为数据中心最重要的一部分。
认识到这一点后,越来越多的企业网络(虚拟的和物理的)采用了云平台的(如OpenStack、CloudStack、VMware等)技术架构。在一些需要实时处理网络拥堵和故障的地方,系统自动化配置将取代人工运维。因此,可编程性将是下一代数据中心网络成功的关键。
自动化与NetOps
可编程性整合了网络应用和编排,但网络系统仍然需要大量的配置、监控和更新。即便是在今天,网络工程师仍然需要登录到控制台访问设备的CLI进行操作。许多网络设备供应商提供的GUI并不成功,网络工程师们不得不回到简陋的CLI面前日复一日地重复这些工作。
然而我们也看到DevOps在网络方面的影响,有人称之为NetOps。鉴于Ansible、Puppet和Chef等这类工具令人愤怒的使用体验,网络工程师们开始用管理服务器的方式管理网络设备。因此,下一代数据中心网络解决方案需要支持自动化框架,诸如在网络设备上运行类Unix系统或者Linux发行版,或者在交换机操作系统上安装DevOps代理。
故障检测与可视化
随着跨数据中心网络流量的激增以及Overlay技术的应用,提供一个动态的网络流量可视化功能正在成为下一代数据中心网络的关键需求。具有事件通知的高级可编程过滤功能已成为网络延迟排障和查找流量峰值毛刺的刚需。同时,下一代数据中心网络解决方案将不得不支持流量数据采集以便对网络进行排障、优化甚至是分析恶意软件和网络攻击。
在三层网络架构(Leaf-Spine ECMP L3 Fabrics)中,特别是对网络延迟特别敏感的服务,确保其网络性能十分重要。可视化在洞察网络中正在发生的变化方面(甚至是精确到每一个交换机端口的缓存利用率方面)起着关键的作用。
开放硬件平台
许多网络运营商在建设下一代数据中心网络的时候都十分关注白盒机和其他开放硬件平台,有的认为能在硬件方面节省大量的成本(估计节约30%~80%不等)。质量和可靠性的疑虑在大量的白盒机和开放硬件系统被同样的OEM和ODM厂商批量生产出来并提供给世界上最大的网络供应商使用后便烟消云散了。特别是现在随着软件栈技术的成熟,使用像EdgeCore的白盒设备值得考虑,像戴尔、华为和HPE等供应商都在售卖白盒解决方案,但是他们的方案还不够开放
模块化、标准化、简化
世界上最先进的数据中心如谷歌、微软、领英、Facebook等都在向着模块化的方向发展,每一个模块都包含标准化的网络架构,使用诸如博科、Marvell的交换机和Centec、Barefoot、Cavium的芯片。许多大型云服务商使用的交换机都是定制的版本,这些标准化的设计也成为了开放计算机项目(OCP)硬件标准的一部分。
这些标准化的模块在世界范围内的数据中心都易于部署和扩展。虽然模块化是云服务商最早开始使用的,但企业和通信服务商也纷纷采用了类似的设计。
为了支撑应用和数据的大规模扩展,下一代数据中心需要一个新的标准化的、简化的网络。传统的数据中心网络需要专用的硬件设备,每一种设备的网络能力都有较大的差异。IDC通过采用标准服务器设备(这和SDN、NFV的思路一致)力求减少网络设备的数量,同时优化网络并降低其复杂度。此外,下一代数据中心网络也倾向于使用较少的白盒设备来优化网络,这种策略与4~7层网络功能向标准服务平台迁移异曲同工。
虚拟化和容器技术
随着大量的程序被部署到虚拟机中,以及以Docker、CoreOS和其他容器解决方案为代表的Linux容器技术的普及,下一代数据中心支持虚拟化的能力变得至关重要。绝大多数企业并不像Facebook那样有雄厚的技术实力,在不同程度上都需要虚拟化和容器技术的支持和服务。
下一代数据中心网络带来的另一个关键变化是,网络的边界不再是传统的ToR交换机,而是运行在服务器上的虚拟交换机(vSwitch),这些虚拟交换机最终成为数据中心网络的重要一环,并在Overlay网络中起到关键的作用。
可编程性
下一代数据中心网络的另一个关键因素是支持可编程。为了满足业务应用敏捷、灵活的需求,同时允许网络通过编排系统或者专门的网络程序进行优化,下一代数据中心网络通过开放RESTful APIs、支持像P4这样的编程语言像OpenFlow这样的协议等措施,使网络成为数据中心最重要的一部分。
认识到这一点后,越来越多的企业网络(虚拟的和物理的)采用了云平台的(如OpenStack、CloudStack、VMware等)技术架构。在一些需要实时处理网络拥堵和故障的地方,系统自动化配置将取代人工运维。因此,可编程性将是下一代数据中心网络成功的关键。
自动化与NetOps
可编程性整合了网络应用和编排,但网络系统仍然需要大量的配置、监控和更新。即便是在今天,网络工程师仍然需要登录到控制台访问设备的CLI进行操作。许多网络设备供应商提供的GUI并不成功,网络工程师们不得不回到简陋的CLI面前日复一日地重复这些工作。
然而我们也看到DevOps在网络方面的影响,有人称之为NetOps。鉴于Ansible、Puppet和Chef等这类工具令人愤怒的使用体验,网络工程师们开始用管理服务器的方式管理网络设备。因此,下一代数据中心网络解决方案需要支持自动化框架,诸如在网络设备上运行类Unix系统或者Linux发行版,或者在交换机操作系统上安装DevOps代理。
故障检测与可视化
随着跨数据中心网络流量的激增以及Overlay技术的应用,提供一个动态的网络流量可视化功能正在成为下一代数据中心网络的关键需求。具有事件通知的高级可编程过滤功能已成为网络延迟排障和查找流量峰值毛刺的刚需。同时,下一代数据中心网络解决方案将不得不支持流量数据采集以便对网络进行排障、优化甚至是分析恶意软件和网络攻击。
在三层网络架构(Leaf-Spine ECMP L3 Fabrics)中,特别是对网络延迟特别敏感的服务,确保其网络性能十分重要。可视化在洞察网络中正在发生的变化方面(甚至是精确到每一个交换机端口的缓存利用率方面)起着关键的作用。
开放硬件平台
许多网络运营商在建设下一代数据中心网络的时候都十分关注白盒机和其他开放硬件平台,有的认为能在硬件方面节省大量的成本(估计节约30%~80%不等)。质量和可靠性的疑虑在大量的白盒机和开放硬件系统被同样的OEM和ODM厂商批量生产出来并提供给世界上最大的网络供应商使用后便烟消云散了。特别是现在随着软件栈技术的成熟,使用像EdgeCore的白盒设备值得考虑,像戴尔、华为和HPE等供应商都在售卖白盒解决方案,但是他们的方案还不够开放