數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的三大難題

網(wǎng)絡(luò)本來是數(shù)據(jù)中心里最為穩(wěn)定的一部分，技術(shù)幾十年下來并未發(fā)生根本性的變化。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、云計算和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的興起，網(wǎng)絡(luò)成為了最大的一塊阻礙數(shù)據(jù)中心發(fā)展的絆腳石，對網(wǎng)絡(luò)進行改造勢在必行，可是網(wǎng)絡(luò)部分的歷史包袱不少，古老的以太網(wǎng)協(xié)議依然是當前網(wǎng)絡(luò)唯一廣為使用的協(xié)議（除了存儲網(wǎng)絡(luò)）。要適應(yīng)新形勢、新環(huán)境的發(fā)展需要，網(wǎng)絡(luò)必須要引入一些新設(shè)備、新技術(shù)，這個過程并不是一帆風順的，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨著很大的難題。

本文就來詳細說一說，當前擺在我們面前的幾大技術(shù)難題，如果能夠盡早攻克，數(shù)據(jù)中心的前途一定會一片光明。

連接器SFI技術(shù)

數(shù)據(jù)中心對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求越來越高，從1M到1G發(fā)展了差不多20年，而從1G發(fā)展到10G用了不到10年，從10G到40G/100G只用了五年，帶寬更新的速度越來越快。單端口200G的設(shè)備在2018年也將會在數(shù)據(jù)中心市場上出現(xiàn)。拋開實現(xiàn)這樣高帶寬的光技術(shù)不說，要滿足單端口200G的設(shè)備線速轉(zhuǎn)發(fā)也面臨不少技術(shù)難題。

其實，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，使用最為廣泛的就是交換機，能提供200G的交換機必然是一些大型的框式設(shè)備，前些年網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部達不到線速是普遍現(xiàn)象，所以經(jīng)常出現(xiàn)一些端口還沒有線速打滿的情況下，設(shè)備已經(jīng)擁塞了，就是設(shè)備內(nèi)部并不是百分之百線速的，這給數(shù)據(jù)中心擴容帶來了極大不便，所以數(shù)據(jù)中心都要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠線速。若是不能夠線速，在一塊板卡上提供那么多端口沒有意義，所以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部要真正線速是數(shù)據(jù)中心對網(wǎng)絡(luò)的基本要求。這給框式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供了很大難題，要在設(shè)備內(nèi)部保證所有的板卡端口線速轉(zhuǎn)發(fā)。

假如一個48口100G的板卡要線速，就需要對一塊板卡要提供4.8T的帶寬，如果是有16個槽位的框式設(shè)備，那么內(nèi)部要提供76.8T的內(nèi)部帶寬才行，這需要在板卡之間部署大量的連接器，由這些高速連接器實現(xiàn)板卡之間的網(wǎng)絡(luò)流量線速轉(zhuǎn)發(fā)。連接器普遍采用交換矩陣接口 （SFI）技術(shù)，SFI技術(shù)可為底板和互連提供更快的速度、更多的帶寬和更高的穩(wěn)定性。目前一個通用的連接器有60G帶寬，對于4.8T的板卡，就要部署80個連接器，不僅數(shù)量龐大，而且會占用太多的內(nèi)部空間，使得設(shè)備過于臃腫，提升單個連接器連接速率非常重要，現(xiàn)在也有一些150G，甚至240G的連接器，速度越高穩(wěn)定性就越差。一味提升連接器的速度，會出現(xiàn)管腳震蕩或者錯包，這使得設(shè)備運行不穩(wěn)定，所以連接器技術(shù)仍在不斷提升當中，在提升連接帶寬的同時，要增加穩(wěn)定性，否則要讓200G甚至400G在交換機設(shè)備上實現(xiàn)就是空談，連接器部分是急需解決的首要問題。

SDN控制器實現(xiàn)技術(shù)

SDN是網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)自動部署和管理的重要技術(shù)，如若真能普及應(yīng)用，將會極大節(jié)約數(shù)據(jù)中心運維的投入成本，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心哪個不得儲備一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員，用于日常網(wǎng)絡(luò)維護和故障處理。SDN網(wǎng)絡(luò)就能將人從復雜繁瑣運維的工作中脫離出來。

SDN技術(shù)的遠景是美好的，然而現(xiàn)實卻是殘酷的?，F(xiàn)在的SDN技術(shù)多來自于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商，也有一些軟件創(chuàng)業(yè)企業(yè)提供純軟件的SDN控制器軟件，不過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商并不買賬，對這些軟件并不去主動支持，使得SDN控制器軟件無法在實際中得到應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商可沒閑著，也紛紛推出自己的SDN控制器軟件，但也僅僅實現(xiàn)與自家設(shè)備的互聯(lián)與控制，這就造成現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心SDN部署的局面，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商的SDN控制器都和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綁定銷售。SDN網(wǎng)絡(luò)成了封閉網(wǎng)絡(luò)，一旦數(shù)據(jù)中心選擇一家設(shè)備商的設(shè)備，后面擴容也只能選擇這家的，這將是所有數(shù)據(jù)中心都不愿意看到的情況。

然而，推動SDN控制器實現(xiàn)統(tǒng)一標準，這就相當于要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商革自己的命，這樣必然有不少的設(shè)備商會消亡，所以實現(xiàn)阻力非常大。當然，SDN技術(shù)本身并不存在難題，主要是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的阻力，讓SDN技術(shù)在數(shù)據(jù)中心里真正大面積落地的依然不多。

虛擬化技術(shù)

虛擬化在數(shù)據(jù)中心里應(yīng)用極為普遍，當然也包括網(wǎng)絡(luò)部分。不少的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都支持虛擬化（一虛多，多虛一），但網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的虛擬化在實際應(yīng)用中也遇到了不少問題。

當將一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化為多臺設(shè)備，將這些設(shè)備租給不同的用戶使用，雖然表現(xiàn)上是隔離的，實際上還在同一臺設(shè)備上，甚至同一個板卡上工作，當板卡重啟或者設(shè)備重啟時，所有的用戶業(yè)務(wù)都會受到影響。還有安全問題，雖然虛擬化是邏輯隔離的，但物理上還是在一塊，數(shù)據(jù)流量也有可能互通，尤其是一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遭到攻擊后，所有的虛擬設(shè)備業(yè)務(wù)都可能受到影響。

當將多臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬為一臺設(shè)備，這樣管理起來的確便利一些，可一旦遇到故障時，多個虛擬化到一起的設(shè)備之間耦合太緊，難免殃及池魚，均受到影響，還有要對設(shè)備進行升級時，因為多臺設(shè)備之間都是緊耦合的，無法逐臺設(shè)備，就要中斷業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)維護產(chǎn)生極大困難，要是數(shù)據(jù)中心的核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要重啟，那一定是一次重大網(wǎng)絡(luò)事故

。虛擬化技術(shù)在現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心發(fā)展過程中已經(jīng)顯得不合時宜，現(xiàn)在出現(xiàn)了一些松耦合的虛擬化技術(shù)，設(shè)備之間，以及設(shè)備內(nèi)部都是輕量級的虛擬化，這樣相互之間解開非常容易，相互之間影響非常小。不過這些技術(shù)仍在不斷完善之中，能不能在數(shù)據(jù)中心中落地生根，還有待觀察。不管怎樣，當前的虛擬化技術(shù)已經(jīng)難以讓人滿意，迫切需要新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)。

以上是當前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的幾個難題，還在不斷完善之中，但相信在未來，這些難題可以得到很好的解決，這樣才能促進數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。