融合的数据中心网络

数据中心网络的现状

　　典型的现代数据中心主要由Web服务器、APP服务器和存储服务器3种主要的处理单元组成，部分专业的数据中心还有SAN存储设备，所有这些处理单元通过网络连接起来。

　　数据中心的网络主要有3种，分别是LAN网络、SAN网络和HPC网络。LAN网络连接各个服务器，主要是基于以太网的IP网络；SAN网络负责存储设备之间以及存储服务器和存储设备之间的互联，主要是FC网络或者基于IP网络；HPC网络是大型服务器之间的高速运算的互联网络，对时延和带宽要求非常高，主要采用Infiniband技术。

　　上述几种网络在数据中心各司其职，共同组成了数据中心网络，分别满足各种设备互联的需求，彼此之间无法替代。但是多种网络制式和技术的数据中心网络，在运维和管理方面比较复杂，主要问题如下：

　　●   几种网络的技术特点不同，需要的专业知识也不一样，这样需要配备3种不同的维护团队，不同的团队间之间还存在接口和需求，交流和沟通成本增加；

　　●   随着服务器虚拟化技术的发展，服务器接口也需要虚拟化，多种网络接口导致计算和存储节点的虚拟化复杂，虚拟化要求虚拟机可以在宿主物理机之间按需迁移，网络接口太多，导致这种迁移策略复杂。

　　为了解决上述问题，需要一种能够同时满足上述3种技术需求的网络，替代原先复杂的数据中心网络解决方案。

数据中心的网络融合

　　以太网作为业界应用最广泛的局域网技术，近年来带宽和技术都得到了长足的发展。随着10G以太网技术的普及和40/100G以太网的出现，数据中心的网络融合成为可能。

　　下面从数据中心3种网络的技术需求来分析高速以太网技术可以满足数据中心所有业务的网络需求。

　　LAN网络：采用以太网的IP网络建设，10G以太网具备带宽高，时延小的特点，更适应服务器之间互联的IP网络承载需求。

　　SAN网络：存储网络的技术需求主要有带宽高、时延小、不丢包、可靠性高，基于光纤的FC（Fibre Channel）网络，特别针对存储网络设计的相关协议，能够满足上述需求。首先10G以太网在带宽上已经超越了目前主流的8G带宽的FC网络，在时延上10G以太网也可以满足存储网络的需求，另外为了满足存储网络对可靠性和不丢包的需求，以太网专门制订了DCB（无损以太网）和FCoE（FC over Ethernet）协议，全面满足了存储网络的需求。

　　HPC网络：高性能计算网络的核心需求是带宽高，时延小，10G以太网和最新发展的40/100G以太网在带宽和时延上全面满足了高性能计算网络的需求，甚至在部分性能上超越了过去的IB网络。

　　基于上述分析，随着以太网技术的发展，特别是10G、40/100G以太网的出现，使以太网能够满足数据中心的各种网络需求，给数据中心网络的融合带来了可能。

基于以太网的融合数据中心网络方案

　　以上重点分析了基于以太网的融合数据中心网络方案的技术可行性，下面重点介绍基于以太网的数据中心融合网络方案（见图1）。

　　首先在服务器上统一接口，用10G以太网接口替代传统的IB和FC接口，在10G以太网上部署IP、FCoE、HPC三种不同的协议和业务，实现3种网络技术在计算节点的融合。针对存储网络，在以太网上部署DCB协议族和FCoE的相关协议，确保网络的无损和可靠性，3种不同的网络全部承载在以太网上，实现融合承载。

数据中心融合网络的优势

　　基于以太网的融合数据中心网络能够满足数据中心对网络的需求。融合以太网数据中心网络解决方案在性能上更加出众，性能更好。

　　●   减少网络技术复杂度，把过去3种不同技术的网络融合承载到一种广泛部署的以太网技术上。

　　●   节省运维成本和人力，减少团队之间的接口和交流，运维效率更高。

　　●   降低了设备的采购成本。融合的网络解决方案舍弃了专业的IB和FC网络，采用广泛部署的以太网技术，大大降低了网络设备的采购成本。

　　●   适应云计算技术的发展趋势。服务器的虚拟化是云计算的基础，服务器的接口融合，降低了服务器虚拟化的技术复杂度，接口的融合也简化了虚拟机在宿主物理机之间的迁移。

　　基于高速以太网的融合数据中心网络解决方案是行业的发展趋势，给客户带来实实在在的好处，相信在不久，大部分数据中心的网络方案将切换到融合以太网解决方案上来。