遷移到扁平網(wǎng)絡(luò)拓撲需要注意什么？

從上世紀90年代開始，三層網(wǎng)絡(luò)一直以來都是數(shù)據(jù)中心的主流架構(gòu)。但是，最近向虛擬化、面向服務(wù)和聚合基礎(chǔ)架構(gòu)的轉(zhuǎn)變，使前幾年已棄用的扁平網(wǎng)絡(luò)拓撲又重新被人們需要。

扁平網(wǎng)絡(luò)支持者認為，減少交換層次可以讓我們實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與節(jié)點之間任意連接，從而支持快速自動化的虛擬機遷移。而且這將消除延遲，并最終降低管理的復雜性。

在本文涉及扁平網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù)，如實現(xiàn)扁平網(wǎng)絡(luò)拓撲中深度管理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和虛擬集群交換技術(shù)之前，我們介紹了一些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師必須考慮的問題。

為什么需要扁平網(wǎng)絡(luò)拓撲？

在十幾年前，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計會多年保持不變，而且一旦完成部署，修改需要面臨巨大的挑戰(zhàn)和開支。然而，根據(jù)Freeform Dynamics的服務(wù)主管Andrew Buss介紹，高級數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展影響了網(wǎng)絡(luò)需求，情況現(xiàn)在不同了。

事實上，Buss認為，虛擬化和云計算迫使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師投入更大精力去簡化網(wǎng)絡(luò)拓撲，以支持動態(tài)的基礎(chǔ)架構(gòu)。從三層架構(gòu)變?yōu)楸馄骄W(wǎng)絡(luò)，簡化了數(shù)據(jù)中心的流量流，讓虛擬負載重部署和常規(guī)運營管理更簡單了。

新型數(shù)據(jù)中心：扁平網(wǎng)絡(luò)拓撲和聚合存儲

轉(zhuǎn)到更扁平的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)是為了減少交換層次數(shù)量，以消除延遲和降低管理復雜性，供應商承諾采用一些預標準技術(shù)，如多鏈路透明互聯(lián)(TRILL)和思科的疊加傳輸虛擬化(OTV) 來實現(xiàn)這個目標。

這迫使網(wǎng)絡(luò)工程師和架構(gòu)師必須仔細了解許多專利技術(shù)。這樣，他們最終會面臨許多新架構(gòu)和技術(shù)選擇——這意味在投入資源之前需要進行更多的研究。

為了轉(zhuǎn)到這種新型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)并實現(xiàn)私有云，架構(gòu)師還必須使用數(shù)據(jù)中心橋接、以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)或I/O虛擬化技術(shù)，來整合數(shù)據(jù)中心和存儲基礎(chǔ)構(gòu)架，從而減少安裝服務(wù)器機架所需要的布線、網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)和主總結(jié)適配器。

使用虛擬化集群交換技術(shù)來管理扁平網(wǎng)絡(luò)

UCLA神經(jīng)成像實驗室(LONI)對大腦進行繪圖，并持續(xù)將掃描數(shù)據(jù)保存到將近PB存儲量的影像數(shù)據(jù)庫，1,000名研究人員會不停地訪問這個數(shù)據(jù)庫，以了解和治療老年癡呆癥和精神分裂癥等疾病。同時上百名研究人員會同時在線處理從20MB至幾百GB的數(shù)據(jù)。

LONI最近實施了一個無阻塞扁平2層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)，直接將所有機架服務(wù)器相連，但是它所采用的是虛擬集群交換技術(shù)，即對頂級機架交換機進行分組，通過一個虛擬機架將它們進行統(tǒng)一管理，從而提高網(wǎng)絡(luò)管理效率。

除了高性能數(shù)據(jù)中心，隨著封閉的企業(yè)數(shù)據(jù)中心開始在地理上分散各地，虛擬機架在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理中發(fā)揮了中樞作用。目前，大多數(shù)集群交換或虛擬機架解決方案的缺點是互操作性不強。

云網(wǎng)絡(luò)需要扁平化和以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)供應商認為對于網(wǎng)絡(luò)而言，簡單性和優(yōu)化要比扁平更為重要。云自動化，即按需分配和收回服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、應用程序，是非常重要的。

供應商的自動化工具和接口根據(jù)硬件的不同而不同，特別是專門的交換操作系統(tǒng)，這就是為什么數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級不高。但是通過使用標準來提升互操作性，從而簡化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的自動化負載分配任務(wù)，或者由網(wǎng)絡(luò)管理員以一個交換機、一個交換結(jié)構(gòu)視圖來管理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，有利于保證平穩(wěn)地過渡到以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)和未來的開放網(wǎng)絡(luò)軟件。

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