Force10公司大中国区总经理 | 徐成达

单一规模或架构已不能满足数据中心所有的业务需求，只有清晰掌握数据中心的任务和关键要求，网络架构师才能优化其设计，交付最佳性能，这一点至关重要。

当终端用户不断对数据中心的性能提出更高要求时，企业都会觉得难以找出优化并拓展数据中心架构的最佳方法以应对与日俱增的负荷，满足最终用户对富媒体或者其他应用的需求。那么，针对数据中心不同类型的应用和架构，企业和运营商又该如何应对挑战？

三种架构挑战各不同

数据中心根据需求主要存在三种形式架构：企业数据中心、托管或IaaS数据中心、门户网站或Web2.0数据中心。每种架构都是针对特定的业务模式而设计，同时，它们各自也拥有不同的运营目标和挑战。正是由于数据中心类型不同，数据中心内部的一些要素也会呈现显著的差异。首先，流量走势差异，有的在数据中心内部（横向流量），有的在客户机与服务机之间（纵向流量），还有的属于混合型，即横向和纵向流量同时产生；其次，在核心交换机和柜顶(ToR)交换机的流量管理方面，对第二层（L2）或第三层（L3）的使用不同；第三，对存储技术的采用不同；第四，服务器虚拟化程度不同；第五，数据中心的整体规模差异等。

正是由于数据中心类型的不同，企业在选择网络技术和设备时，也需要选择不同的数据中心架构。一般来说，一个企业的数据中心需要支持客户群的多种应用。在小型公司中，企业数据中心的服务器总量一般不超过200台，相比之下，大型企业的数据中心服务器数量往往在千台以上。

数据中心的多样性

虽然大多数企业数据中心主要是针对公司内部IT应用和服务的优化而建立，但对于像石油/天然气勘探、生物科技等垂直细分市场来说，IT是企业保持竞争力的战略要素，他们需要将高性能集群计算(HPCC)整合进数据中心，用于完成具体的科学分析。除此之外，有些企业级数据中心是共有的，同时服务于多个客户。在这种环境下，根据正在提供的不同应用，数据中心会出现横向和纵向的混合流量。

目前，企业数据中心存在两种主要趋势：一个是服务器虚拟化的兴起，这有利于资源的更有效利用；另一个是将基于以太网的局域网络（LAN）和基于光纤通道的存储域网络（SAN）结合在一起的聚合式网络迅猛发展。传统上，企业数据中心对L2和L3层网络服务的应用是混合在一起的，并且对虚拟机和非虚拟机的应用也是混合的。

门户网企业或Web 2.0公司对网络的需要则有着非常大的不同，这是因为其数据中心通常需要提供一些公开的在线服务，如搜索、游戏或社交网络类似的用户体验。门户类企业数据中心要持续满足这样特定的应用服务，最重要的就是要扩大数据中心的规模。由于用户访问的应用程序和内容来自不同的资源端，由此在数据中心产生的流量主要是“东-西”的横向流量，并且流量主要是产生在柜顶（ToR）、群集或数据中心的任何地方。通常在非虚拟化环境中，门户网在柜顶层（ToR）使用L2，在核心层使用L3，并且一般都依靠直接附属存储（在IP存储有限的部署情况下）。

托管数据中心的规模也是多种多样的，从由提供全球服务的几十个分支数据中心组成的大规模数据中心到仅服务于几十个客户的小型数据中心。与应用程序的设计无关，这些数据中心是基于服务等级协议（SLA）为多个客户提供不同层面的服务（IaaS），数据流量主要“南-北/纵向”流通的。这些数据中心的扩展主要是通过虚拟化的广泛使用而实现的。因此，他们依赖于扁平化第二层（L2）网络拓扑结构来实现虚拟机（VM）的迁移，而这时候往往会产生更多的“东-西/横向”流量。这些数据中心满足了iSCSI（互联网小型计算机系统接口）、基于IP的NFS（网络文件系统），以及其他基于IP存储协议的存储需求。

网络互联需求

虚拟化非常重要，因为它能够提高资源利用率。然而，虚拟化也使得对网络移动、网络添加和网络变更等管理愈加复杂。企业和托管数据中心对虚拟化的依赖极大地促进了对虚拟网络管理简化技术的需求，因此他们需要为网络增加虚拟机可视、添加自动化配置和容量分配等功能，将虚拟网络管理化繁为简。领先的交换机制造商已经为此付出巨大努力，除此之外，标准制定等相关活动的重要性也将日益增加，例如边缘虚拟桥接标准的制定，将有助于满足服务器虚拟化对网络提出的要求。

服务器虚拟化在企业和托管数据中心中的快速增长，还带动了对扁平化第二层（L2）网络拓扑结构的应用需求，该结构由柜顶层(ToR)和核心层构成。这种简化了的双层网络架构不仅能够提高网络的正常运行时间，还能更好地适应虚拟机的流动性。相关标准的制定，如多链接透明互联（TRILL）和虚拟专用局域网服务（VPLS），将为第二层网络带来更高的扩展性。

作为最大的也是最专业的数据中心类型之一，门户网可以看作是推动数据中心网络性能改善、带宽增加和密度增大的一个主要因素。面对高级别的东-西/横向流量和尽可能低应用延时网络架构的需求，门户网正从端到端层面促进对完全无阻塞、线速交换和低延时网络的需求和应用。这也进一步推动了对扁平化双层第二层(L2)网络拓扑结构的应用需求，这一结构还具备足够强大的缓冲性能，以便处理随时随处可能产生的脉冲应用引起的网络流量高峰。

此外，门户网也促进了线速40GbE和100GbE交换性能，可扩展至成百上千个线速10GbE端口性能的高性能、高密度数据中心核心平台的需求增长。