深談云計算與云網(wǎng)絡(luò)學習筆記

當談到實施云計算時，總有許多有關(guān)分享和管理計算機資源，以及改善應(yīng)用體驗的話題，但是很少有關(guān)于如何才能優(yōu)化云計算網(wǎng)絡(luò)的話題。然而，當企業(yè)決定大規(guī)模使用云計算時，它們只是致力于策略，規(guī)劃實行和應(yīng)用管理上的重大轉(zhuǎn)變——這些都對網(wǎng)絡(luò)有所影響。這種影響需要一種可以被稱為云網(wǎng)絡(luò)的新做法。

如今網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員意識到，“企業(yè)網(wǎng)絡(luò)”是真正的“資源網(wǎng)絡(luò)”和“接入網(wǎng)絡(luò)”的結(jié)合。前者連接IT組件創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心，后者則允許用戶訪問運行在這些數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用程序。云計算的轉(zhuǎn)型將會改變這種資源和接入網(wǎng)絡(luò)，而且會增加一個新的類別：聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)，或者一個云到另一個云的網(wǎng)絡(luò)。

云計算性能是網(wǎng)絡(luò)連接性能和IT資源性能的總和。云網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)管理員的工作是完成兩個不同的任務(wù)：創(chuàng)建一個與服務(wù)器和存儲相關(guān)的資源池，它盡可能的像一個單一固定性能的虛擬資源;連接該資源池與用戶，無論他們的位置在哪，都能夠做到最小的性能改變。按照特定的順序解決這些問題，是最容易完成這些任務(wù)的方法。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)的云網(wǎng)絡(luò)：解決丟失和延遲

在云計算模式中，如果資源池中的所有資源都呈現(xiàn)相同的性能和可用性，資源池便是唯一有效的。這意味著建立資源池的網(wǎng)絡(luò)連接是最重要的工作。

幾乎所有的云都首先建立了“數(shù)據(jù)中心的云”，使用本地網(wǎng)絡(luò)連接，然后再連接這些數(shù)據(jù)中心。有兩個特定變量可能會決定數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)是否成功，即被稱為兩個 L的丟失和延遲。所有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都通過重傳損壞消息來保護數(shù)據(jù)以免丟失，尤其那些與存儲協(xié)議有關(guān)的信息包丟失，因為這樣會造成創(chuàng)建一個損壞文件或者使存儲設(shè)備處于不好運行狀態(tài)的風險。但問題是，丟失數(shù)據(jù)包的重傳需要時間，而且延遲是數(shù)據(jù)中心和存儲網(wǎng)絡(luò)中一個的特殊問題，因為它會通過數(shù)千萬的操作快速積累。

云計算網(wǎng)絡(luò)：平坦的網(wǎng)絡(luò)意味著未來會有更少的接口

網(wǎng)絡(luò)專家都知道，網(wǎng)絡(luò)中的延遲積累很大程度上與從源傳輸?shù)侥康牡氐臄?shù)據(jù)包數(shù)量成比例，而且每個處理數(shù)據(jù)包的交換機都有丟失的風險，另外還加劇了總延遲。最好的解決辦法是減少兩個L以減少從源傳輸?shù)侥康牡亟?jīng)過的接口數(shù)量。作為一個實際要考慮的問題，即意味著減少交換機的數(shù)量。

大部分數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員認識到最好的網(wǎng)絡(luò)就是一個盡可能“平坦”的網(wǎng)絡(luò)，其意味著該網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)該包括創(chuàng)建連接性的許多層設(shè)備。幾個非常大的交換機將比小的交換機提供更好的性能，但是將交換機集中到少數(shù)設(shè)備可能也會增加失敗的風險。對于交換機來說，這意味著，盡可能高的平均故障間隔(MTBF)非常重要，并且組件冗余，且支持操作中的自動故障切換。

如果你不能改為平坦的網(wǎng)絡(luò)：管理分層云網(wǎng)絡(luò)中的主干和端口連接

當需要多層交換機時，通用的流量管理規(guī)則是確保主干連接之間或其內(nèi)在連接是端口連接速度的十倍。對于千兆以太網(wǎng)端口，你需要10G的主干。顯然，這種類型的比例將不可能實現(xiàn)極快的交換機到服務(wù)器或存儲的端口連接，并在這些情況中，通過所謂的“結(jié)構(gòu)”交換機(Infiniband就是一個例子)創(chuàng)建的平坦拓撲將有更好的性能表現(xiàn)。

云網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)間數(shù)據(jù)中心

建立一個云通常是指連接數(shù)據(jù)中心以創(chuàng)建一個無縫資源池，雖然并非總是如此。這些連接必須盡快生效，而且他們絕對會是控制數(shù)據(jù)包丟失的關(guān)鍵。

存儲網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及其他為數(shù)據(jù)包錯誤恢復而提供的協(xié)議可能在任何情況下都是必要的，但沒有任何協(xié)議會降低數(shù)據(jù)中心之間主干的高利用率。當利用率超過50%，丟失和延遲都會增加，而且云性能也會受到影響。這是在云數(shù)據(jù)中心之間管理流量路由時必須要考慮的問題。

云網(wǎng)絡(luò)流量管理：從用戶連接開始

連接用戶到云是一個很好的開始考慮云流量管理的起始點。當用戶進入一個特定的單一數(shù)據(jù)中心時，其流量必將通過你的數(shù)據(jù)中心之間的主干，然后到達并獲取其它數(shù)據(jù)中心的資源。這會迅速降低性能。

最好的方式是確保用戶(設(shè)備和分支網(wǎng)絡(luò))直接連接(宿于)到多個數(shù)據(jù)中心，并控制云資源的分配，從而使服務(wù)用戶的應(yīng)用程序會在用戶直接連接的數(shù)據(jù)中心中運行。這將為應(yīng)用程序組件之間的數(shù)據(jù)交換節(jié)省數(shù)據(jù)中心間的主干負荷。

云網(wǎng)絡(luò)中的虛擬組件地址管理

該類型需要支持云計算的網(wǎng)絡(luò)連接大致上與那些需要支持傳統(tǒng)客戶端/服務(wù)器計算處理的類型相同——有一個例外：在資源地點靈活的情況下，一旦資源分配，必須有一個訪問應(yīng)用程序或組件的處理機制。

最好是在云的虛擬組件地址管理中查詢數(shù)據(jù)中心聯(lián)網(wǎng)、以及IT廠商對其的策略。目前，解決方案的部署往往是基于管理域名服務(wù)器(DNS)，將邏輯應(yīng)用程序的URLs地址解碼成IP地址，或者使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)的形式，類似在亞馬遜EC2中使用的“彈性IP地址”。亞馬遜的彈性IP地址與用戶的賬戶相關(guān)而不是與一個事例，并且他們可以被用來映射公網(wǎng)IP地址到一個與用戶賬戶關(guān)聯(lián)的事例。

連接公共云和專用云

幾乎不可避免，公司將會部署專用云計算網(wǎng)絡(luò)和公共云設(shè)備。這可能要求兩者的混合，創(chuàng)建一個能夠使公共云和專用云看起來像一個相同的資源池。要做到這一點，可以同時使兩個云成為公共VPN的一部分，或者采用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合的形式使用云管理和云互聯(lián)標準。不幸的是，在這一點上并沒有一個固定的聯(lián)合標準，所以有必要檢查云的提供商、你的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)以及IT廠商，以確保你具備可以進行互連兼容的條件。

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