網(wǎng)絡基礎設施與云計算的“瓜葛”
按照目前業(yè)界的一般理解，云的概念是將IT資源整合起來，通過分布式處理的方式向用戶提供按需服務的一種新的商業(yè)模式，云計算、云安全、云存儲及云軟件都適用于這個理念。
然而，網(wǎng)絡基礎設施領域卻不大一樣，目前還沒有云網(wǎng)絡這樣一種模型(所謂彈性平臺架構并不能單獨成為一種服務或模式)。網(wǎng)絡對于云的關系更像是一種粘合劑，網(wǎng)絡基礎設施承載了將支撐云服務的服務器、存儲、安全和軟件等設備和技術連接在一起的任務。從更加激進一點的角度來說，網(wǎng)絡甚至就是“云”本身，云服務就是在這個云中或者云端提供給用戶的。因此，本文只探討云計算服務與網(wǎng)絡基礎設施的關系。
網(wǎng)絡設施是云粘合劑
如果要找出幾個與云計算相關的關鍵詞，恐怕除了虛擬化和互聯(lián)網(wǎng)之外，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡、4～7層交換、負載均衡、CEE(融合增強型以太網(wǎng))正在逐漸成為云計算服務的熱門詞匯，這也體現(xiàn)了網(wǎng)絡基礎設施在其中發(fā)揮的作用。
具體從實施云計算服務的層面上來看，大概可以分為兩個步驟：首先是通過虛擬化技術將IT資源和新技術進行有效整合，其次是將應用和服務通過互聯(lián)網(wǎng)(或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡)提供給終端用戶。在這兩個步驟中，網(wǎng)絡基礎設施分別在其中發(fā)揮了關鍵的支撐作用(我們將在后面的公有云和私有云部分進一步討論)，不僅促進了上面兩個步驟的實現(xiàn)，還在提高資源利用率、快速交付應用、加速業(yè)務需求響應、降低運營管理復雜度等方面提供保障。
Juniper公司在闡述網(wǎng)絡設施與云的關系時指出，云計算將徹底改變網(wǎng)絡路由和通過企業(yè)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量(分支機構可通過互聯(lián)網(wǎng)直接訪問主要應用程序而無須通過總部的網(wǎng)絡)，而這一數(shù)據(jù)模式的變化也將推動傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備超越極限，并使網(wǎng)絡的更換和升級成為云計算應用不可或缺的元素。
同時，網(wǎng)絡基礎設施本身在為云計算服務提供支持的過程中，也被虛擬化為IT資源池中的一部分提供給用戶。對于云服務的最終用戶來說，不再需要理解交換機、路由器、網(wǎng)絡優(yōu)化設備在IT總成本中所占的比例。此外，由于云計算本身更傾向于服務和用戶感受，如何在用戶友好度和便捷性上提供支持，讓云服務變得更加自由和靈活等問題的解決，也必然離不開網(wǎng)絡設施在資源、架構和應用上的調(diào)整作用。
當然，由于云計算服務涉及到的服務器、存儲、備份、網(wǎng)絡等設備，以及最核心的技術亮點虛擬化都歸屬數(shù)據(jù)中心范疇，所以不少人也將云計算視為新一代數(shù)據(jù)中心的一個延伸方向。從年初開始提供基于云計算模式的CloudEx平臺服務的世紀互聯(lián)，甚至還將下一代數(shù)據(jù)中心事業(yè)部直接改名叫做云計算事業(yè)部，認為下一代數(shù)據(jù)中心的一個趨勢就是云計算。
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數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡整合潮
數(shù)據(jù)中心是云計算的溫床，也是網(wǎng)絡基礎設施為云計算服務發(fā)揮作用的場所。為此，瞄準云計算服務的網(wǎng)絡廠商們都在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡整合方面下足功夫。從去年開始直到最近幾個月，博科、思科、思杰、F5、Force10、H3C、瞻博等公司紛紛推出針對數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡解決方案(最新的發(fā)布是思科的統(tǒng)一計算平臺和H3C的統(tǒng)一交換架構，詳見網(wǎng)界網(wǎng)www.cnw.com.cn相關報道)。
Juniper在2月份推出的“層云計劃”(Stratus Project)就是其中一個比較典型的數(shù)據(jù)中心整合解決方案。該項目致力于構建下一代數(shù)據(jù)中心架構，通過將數(shù)據(jù)中心管理器、存儲、計算、4至7層交換、應用設備和網(wǎng)絡整合在一個支持數(shù)萬個千兆位以太網(wǎng)端口的平坦、無阻塞和無失真網(wǎng)絡架構上，使網(wǎng)絡延遲比目前的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡減少一個數(shù)量級，并且具備運營商級的可靠性，緊密集成虛擬化安全服務。
Force10也在2月份首次發(fā)布虛擬化架構，該架構所包含的三個組件VirtualScale、VirtualView和VirtualControl分別對應整個交換和網(wǎng)絡平臺在容量和密度上的無限制擴展、虛擬化平臺對流量監(jiān)控和管理的可視性要求，以及在網(wǎng)絡架構上實現(xiàn)對資源的動態(tài)且自動化的調(diào)動等三個方面的內(nèi)容，來配合虛擬化和云計算的概念。隨后，F(xiàn)orce10又在3月份發(fā)布了ExaScale E-Series交換機/路由器，借助新的芯片組和交換矩陣，可實現(xiàn)單機柜支持140個全線速萬兆以太網(wǎng)SFP+端口，提供每秒處理20多億個數(shù)據(jù)包的總吞吐量，同時還為日后的機箱級聯(lián)做好準備，滿足了虛擬數(shù)據(jù)中心和云計算環(huán)境所面臨的性能、管理和成本需求。
“云計算是Force10近半年來主要關注的一個方向。”Force10亞太區(qū)產(chǎn)品市場總監(jiān)張傳國表示，“近來網(wǎng)絡廠商流行數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡解決方案也很正常，大家都意識到針對虛擬化和云計算的需求，需要從解決方案和概念上重新整理和調(diào)整，不只是要進行資源整合，還要考慮到服務、計算和網(wǎng)絡，虛擬化也從應用角度延展到網(wǎng)絡上來了。”
思杰大中華區(qū)市場總監(jiān)陶欣也表示：“各大廠商都在加強數(shù)據(jù)中心平臺的整合力度，實際上也是為了加強計算資源本身的提供。思杰在去年年底的時候，還對公司業(yè)務部門(尤其產(chǎn)品研發(fā)部門)進行了調(diào)整，以便更好地集中于為云計算和云服務提供新一代的技術研發(fā)。”
實際上，在去年9月份，思杰就發(fā)布了云中心(C3)產(chǎn)品系列，將“經(jīng)過驗證的云”虛擬化，并與相應的網(wǎng)絡產(chǎn)品整合起來，向大型互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡服務供應商提供支持。這個由XenServer虛擬基礎設施平臺、NetScaler交付設備、WANScaler加速設備和Workflow Studio動態(tài)管理和自動化產(chǎn)品組成的云中心，實際上也是將此前針對數(shù)據(jù)中心和應用交付的解決方案進行了整合，繼而為云計算提供適用于IT基礎設施和應用服務的大規(guī)模按需交付。“某種程度上說，其實我們一直在圍繞云計算服務的模式發(fā)展。”陶欣表示，“對于企業(yè)里面的云，其實就是典型的應用交付用戶，再加上4～7層加速和優(yōu)化以及虛擬化本身的優(yōu)勢，云中心的提出也是順理成章的。”
另外一家專注在應用交付網(wǎng)絡領域的廠商F5則借助與VMware的密切合作，打造出服務器虛擬化、應用服務器虛擬化、文件存儲虛擬化等解決方案，使得F5在應用交付網(wǎng)絡的基礎上形成了完整的虛擬化解決方案，動態(tài)地將服務后面的資源支配給需要的應用。
以存儲虛擬化為例，F(xiàn)5在收購Acopia公司后推出ARX文件虛擬化解決方案，將智能文件虛擬化引入到文件存儲基礎架構中，允許企業(yè)訪問網(wǎng)絡文件服務器上隔離的存儲容量并且在上面進行無縫的文件遷移，消除用戶在存儲方面的加速瓶頸。此外，這種架構還可以幫助用戶建立跨邊界的數(shù)據(jù)中心，動態(tài)地將服務背后的資源支配給不同地點的應用。
另外，F(xiàn)5的BIG-IP LTM(本地流量管理)解決方案也為虛擬化技術的應用提供便利，對服務器群的虛擬化進行本地負載均衡。負載均衡平臺根據(jù)負載情況決定將流量分擔到某一臺服務器，保障每個用戶的請求都能獲得最優(yōu)的響應質(zhì)量，且極大地提高服務器之間的利用率。F5還擁有一款可按需擴展的模塊式應用交付控制器VIPRION(威普龍)，可以在不中斷用戶應用的情況下添加或移除的模塊化性能模塊，實現(xiàn)按需定制(在網(wǎng)絡七層上的吞吐量高達36G，每秒可處理200000的SSL事務)。
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公有公需求 私有私需求
隨著企業(yè)逐漸過渡到虛擬數(shù)據(jù)中心，并開始采用基于云的服務，網(wǎng)絡日益需要變得動態(tài)化以應對不斷變化的資源需求。因此，在基于互聯(lián)網(wǎng)的公共云模式之外，又出現(xiàn)了以企業(yè)內(nèi)部整合為基礎的私有云(或企業(yè)云)模式。兩者的規(guī)模和針對的對象不一樣，所導致的系統(tǒng)配置和方案的細節(jié)，以及處理方法也都不一樣。
“公共云更強調(diào)海量服務器，針對服務器再做虛擬化和7層交換。云服務提供得越多，意味著計算資源消耗得越大，就越需要硬件資源的無限制擴展。”陶欣說，“與公共云相比，企業(yè)內(nèi)部更強調(diào)信息保密和隔離，對安全性、穩(wěn)定性、響應速度等的要求就不一樣。”因此，思杰在公共云和私有云不同環(huán)境和資源中，也分別推出CDC思杰交付中心和C3思杰云中心不同的解決方案。
與公共云上的云服務提供商相對應，在私有云上，企業(yè)IT部門擔負起提供IT應用服務的職責，動態(tài)劃分和調(diào)整各種IT資源，還涉及到將內(nèi)容由后臺交付到前臺的問題。因此，利用應用虛擬化和本地負載均衡等相關技術改善企業(yè)IT人員的客戶(最終使用者)的體驗成為私有云的核心。
瞻博公司則認為，在公有云上，所有網(wǎng)絡設備都必須能夠?qū)嵤└叩燃壍陌踩头召|(zhì)量管理，并且這些應用均對服務質(zhì)量有著各自獨特的要求。因此，瞻博也更加關注用戶在大規(guī)模交換、路由、安全方面的需求。
不過，雖然企業(yè)云是一個發(fā)展趨勢，但是在管理水平、技術和評估上的需求也不是馬上就能實現(xiàn)的。張傳國表示。“具體到網(wǎng)絡設施上，可以預見到三個地方的需求，即網(wǎng)絡擴展、可視性、管理(自動化手段動態(tài)控制網(wǎng)絡資源，配合虛擬化應用)。”
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整合網(wǎng)絡推出服務
具體到實際的云計算平臺和服務提供上，網(wǎng)絡基礎設施發(fā)揮了怎樣的作用呢?我們先來看看前面提到世紀互聯(lián)基于云計算模式的服務平臺。從2006年開始做平臺的研發(fā)，到2008年底在技術上基本完善并推出CloudEx產(chǎn)品，這中間在網(wǎng)絡基礎設施方面進行了哪些工作呢?“現(xiàn)在我們其實還是提供基礎的IDC服務，但服務模式完全是新的。”世紀互聯(lián)云計算事業(yè)部產(chǎn)品經(jīng)理吳穎方介紹說，“具體到開發(fā)過程，首先需要在后臺實現(xiàn)底層的虛擬化，在此基礎上，再跨廣域網(wǎng)對數(shù)據(jù)中心的虛擬化進行管理，同時將這些管理和監(jiān)控要提供給客戶使用，最后再加上運維系統(tǒng)。”
而CloudEx彈性計算平臺致力于打造按需付費服務，這就改變了從前的商業(yè)模式。用戶原來可能要購買3臺服務器加1臺交換機，加1臺負載均衡設備，或者加1個NAS。而現(xiàn)在用戶只要在CloudEx上登錄賬號，就可以建立一種聯(lián)通，并根據(jù)需求彈性調(diào)整計算能力和存儲空間。這需要將交換機、路由器等網(wǎng)絡設備視為一種IT資源，同服務器、存儲等其他設備一道，作為整個集群虛擬化中的一個環(huán)節(jié)。同時，按不同功能和節(jié)點性能要求，配備多個交換設備，分別負責管理、公網(wǎng)交換、內(nèi)部交換、存儲等不同網(wǎng)段的交互工作。當然，還需要BGP骨干網(wǎng)絡為彈性計算平臺跨數(shù)據(jù)中心的集中管理提供穩(wěn)定的支撐。
此外，對于云服務提供商來說，需要實現(xiàn)的是一個可以按需定制的虛擬化IT資源服務。在這個過程中面臨的一個問題是，需要在不中斷平臺運行的情況下調(diào)整數(shù)據(jù)流，以滿足用戶對按需配置的要求。而利用負載均衡和虛擬化技術就可以幫助云服務提供商實現(xiàn)這個目標，最大限度地發(fā)揮云計算模式的效率，同時確保對其應用至關重要的高性能和高可用性。
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云服務 We are ready
關于云的概念及來源，一直以來都有很多種說法，有人說是從虛擬化領域延伸過來，也有人說是從數(shù)據(jù)中心層面延伸過來。不管這朵云是從哪里飄過來，可以肯定的是，云的理念所涉及到的技術并不是今天才有的，只不過在技術演進和融合發(fā)展的過程中，市場逐漸理清思路，概括出這樣的創(chuàng)新商業(yè)模式而已，涉及到云服務的技術仍然是多種多樣。
正如張傳國所說，“云計算從架構上依托于整合和虛擬化，更傾向于從應用角度看問題。云計算的含義是IT解決方案和架構變得模糊、隨意和無處不在了，看上去概念非常抽象和集成化，但實際上背后支撐的基礎還是來源于最近幾年計算、軟件、服務器、網(wǎng)絡等領域積累的技術。”
正是由于云計算服務并不是新的技術，而是逐漸演進和發(fā)展的自然結果，因此從某種程度上來說，很多廠商其實早已經(jīng)為云計算的前身做好了準備。等到云計算的概念一提出來，根據(jù)對目前網(wǎng)絡應用的重新認識，及時調(diào)整自己的產(chǎn)品和策略就可以馬上跟進。當然，在廠商當中還是有一個不同的地方，比如純做網(wǎng)絡產(chǎn)品的廠商，可能對云計算的支持只是體現(xiàn)在超高性能交換平臺、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡整合、彈性交換架構等方面，而對于應用交付網(wǎng)絡廠商和一些緊跟市場趨勢的廠商，可能在虛擬化和存儲的結合方面領先一步，對于云計算服務的適應性更好地體現(xiàn)出來。
當然，除了應用并整合過去兩三年的技術基礎外，云計算服務也帶來了新的技術挑戰(zhàn)，比如管理、控制和自動化等對用戶體驗的改善，這些還需要網(wǎng)絡業(yè)界繼續(xù)為之努力下去。
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