Fabrics只是為了原始帶寬？

最近關(guān)于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)（Fabrics）的探討甚囂塵上，但是相關(guān)信息混雜繁多、令人困惑，特別是對(duì)于Fabrics能夠給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)哪些機(jī)會(huì)或是應(yīng)當(dāng)發(fā)揮什么效用的爭(zhēng)論頗多。

但是其中有一點(diǎn)是非常明確的：對(duì)數(shù)據(jù)中心而言，向Fabrics遷移事關(guān)重大。而對(duì)我們而言，準(zhǔn)確理解Fabrics能夠帶來(lái)什么，以及哪些特性是必須的，也是非常重要的。畢竟，在邊界軟件很多的環(huán)境下，F(xiàn)abrics可能沒(méi)有必要具備十分豐富的特性，相反，它應(yīng)當(dāng)將目標(biāo)僅僅集中在為組播流量提供大量的原始帶寬上。

Fabrics將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源整合為通用資源池

讓我們首先弄明白“為什么采用Fabrics技術(shù)？”和“為什么是現(xiàn)在？”。簡(jiǎn)而言之，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)并不符合現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的負(fù)荷要求。

具體來(lái)講，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)規(guī)劃理念已經(jīng)演變?yōu)閷⒂?jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施的各個(gè)部分整合為通用資源池。這也就意味著任何工作任務(wù)都有可能遍布數(shù)據(jù)中心的任何地方。但是，傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)劃很難達(dá)到這一目的。

在典型的三層架構(gòu)（接入層、匯聚層和核心層）中，各層的帶寬和延時(shí)并不一致，它們的大小主要依賴(lài)于流量矩陣。例如，連接接入層ToR交換機(jī)的主機(jī)比連接匯聚層相同型號(hào)的ToR交換機(jī)的主機(jī)帶寬大，延時(shí)低；連接核心層路由器的主機(jī)又要比連接其他兩層的主機(jī)帶寬小，延時(shí)高。那么這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的效果如何呢？它會(huì)直接影響工作任務(wù)的分配。那也就意味著給各個(gè)端口分配工作任務(wù)屬于典型的裝箱問(wèn)題——在動(dòng)態(tài)環(huán)境中，很有可能實(shí)現(xiàn)對(duì)于帶寬分配的次優(yōu)結(jié)果，或是由于位置限制，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源分配的次優(yōu)結(jié)果。

反觀Fabrics，盡管目前對(duì)于采用何種Fabrics技術(shù)仍然存在較大分歧，但是Fabrics的物理網(wǎng)絡(luò)不會(huì)限制工作任務(wù)的分配位置，比如Nicira公司的Fabrics。這最起碼意味著任意兩個(gè)端口之間的通信都是具有相同延時(shí)的，不相交的端口子集之間也不存在帶寬分配不合理的問(wèn)題。更為簡(jiǎn)單的是，物理網(wǎng)絡(luò)僅僅作為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)部分運(yùn)營(yíng)，不具備數(shù)據(jù)處理能力。

Fabrics真正需要具備哪些功能特性？

Fabrics的帶寬大小統(tǒng)一，除此之外，它還應(yīng)當(dāng)提供何種功能呢？答案顯而易見(jiàn)，為了實(shí)現(xiàn)組播技術(shù)，F(xiàn)abrics的硬件應(yīng)當(dāng)既支持組播組的管理，也支持?jǐn)?shù)據(jù)包的復(fù)制。同時(shí)，F(xiàn)abrics還應(yīng)當(dāng)盡可能地提供QoS支持，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)先級(jí)標(biāo)記，以便為擁塞控制提供輔助決策信息。

進(jìn)一步而言，目前市面上大多數(shù)Fabrics供應(yīng)商都在兜售大量的附加功能，比如隔離服務(wù)（VLAN等）、安全服務(wù)、主機(jī)端移動(dòng)性支持服務(wù)和可編程服務(wù)等。

邊界軟件重疊下的Fabrics

以上列出的那些功能特性無(wú)疑會(huì)為典型的企業(yè)網(wǎng)或社區(qū)網(wǎng)帶來(lái)益處。但是，現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)中心會(huì)承載各種不同的工作任務(wù)。因此，數(shù)據(jù)中心通常會(huì)在主機(jī)端重復(fù)部署這些功能特性。例如，一個(gè)大型的Web服務(wù)，往往會(huì)在負(fù)載均衡器、后臺(tái)均衡器或分布式計(jì)算平臺(tái)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、失效備援、機(jī)動(dòng)性和安全性等功能特性。這種情況不僅存在于Fabrics中，也經(jīng)常會(huì)在分布式網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)，甚至諸如IaaS這樣的虛擬主機(jī)環(huán)境也開(kāi)始在vSwitch中實(shí)現(xiàn)這些特性（例如NVGRE或VXLAN）。

我們有充足的理由在邊界軟件中重復(fù)使用以上那些功能特性。最起碼，這樣做有助于兼容任何的Fabrics設(shè)計(jì)。更為重要的是，針對(duì)端到端尋址、安全上下文、會(huì)話和移動(dòng)事件等等，邊界部分會(huì)擁有極為豐富的語(yǔ)義，允許系統(tǒng)構(gòu)建者在不改變核心網(wǎng)絡(luò)的情況下改進(jìn)以上那些功能特性。

在這樣的環(huán)境中，F(xiàn)abric以提供原始帶寬為主要目的，實(shí)現(xiàn)性?xún)r(jià)比的最大化。這可能是為什么在許多數(shù)據(jù)中心，不論是采用“大數(shù)據(jù)”技術(shù)還是虛擬主機(jī)技術(shù)，我們往往看到它們采用IPFabrics的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)單、低廉，但卻非常高效。這也正是為什么許多新一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)公司致力于提供低成本的IPFabrics技術(shù)。

如果目前世界上大部分高級(jí)數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)部署都是隨意進(jìn)行，那么邊界軟件將會(huì)浪費(fèi)大量傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的功能。這種非破壞性損害的作用顯而易見(jiàn)。但是，這種方式對(duì)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能改變的影響，有可能是意義深遠(yuǎn)的。

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