云计算怎样影响网络基础架构？

　　针对云计算的变革，文章分析云计算发展的几大趋势，阐述适应云计算的关键是要提供高弹性、高扩展性、易管理和开放的网络，并建议未来理想的云计算网络架构应是一个无阻塞、可自愈、即插即用的黑盒网络平台，它可持续演进，并能提供开放的网络业务。
　　引言
　　2005年Jeffery发布Mapreduce全新计算架构文章，2006年亚马逊推出EC2业务，随后Google首次推出云计算概念，到 2009年，云计算被主流分析机构认为是战略IT技术之首。云计算成为未来业务提供模式也得到广泛的认同，围绕着云计算的许多新技术创新以及新模式，不断 推动云计算从试点和构想阶段，进入到优化和实用阶段。在该阶段，云计算的网络基础架构如何结合新的趋势，更好地支撑云计算从试点到实用阶段的转型，显得尤 为关键。
　　云计算趋势
　　持续整合与优化IT架构，向云计算迁移
　　近几年来， 各企业和政府机构都在持续整合和优化其IT架构，目前效果开始显现。以IBM为例，其已将200多个数据中心整合为12个，并利用虚拟化进一步整合资源， 减少了93%的软件license费用，通过数据中心和IT架构的整合为IBM带来了41亿美元的效益。再如华为，一直在推动虚拟化以及桌面云的应用，到 目前为止已有几百台服务器实施了虚拟化，有效提高了业务提供的可靠性;其上海研究所1万多台PC桌面云的成功应用开始向其它研究所推广，深圳、北京、西安 等都规模部署桌面云，有效提高了员工的工作效率，节约了公司的信息化成本。
　　与此同时，企业也在积极将其IT业务逐步向云计算平台迁移。根据IDC的报告，2011年有80%的企业应用是在云平台上开发的，到2014年，将有30%的企业应用费用花在云计算供应的业务上。
　　影响：由于整合以及虚拟化应用使服务器的密度以及利用率提升，云计算网络将对设备性能和端口密度提出较高要求。
　　云计算业务流量和大数据快速增长
　　预计2015年将有150亿个终端和超过30亿用户接入互联网，全球数据中心IP流量年平均增长率为33%;同时2016年数据将增长到 4.8ZB。互联网业务爆发式发展，尤其是社交网络、电子商务等快速发展以及移动终端的智能化，推动互联网数字化信息的快速增长，同时企业信息化进程和物 联网的兴起也正在推动企业信息的爆发。据IDC预计，2011年全球的信息总量达到1.8ZB，下一个10年，全球数据的服务器数量将增加10倍，有 待管理的数据量将增加50倍。
　　这些猛增的大数据以非结构化数据为主，将成为企业的战略资产，如何低成本有效维护这些数据，以及从数据中发现新的商业机会， 成为企业面临的新问题。以银行为例，每年积累的个人、公司的账户交易和流水信息在逐年增加，而这些数据也是企业的重要资产，企业需要低成本地维护好大量的 历史账户信息。目前，部分银行开始采用低成本的Hadoop计算架构来处理和维护这些信息，取得了良好经济效果，有效地节约了成本。影响：云计算业务 流量的激增，带来了对高性能网络的需求;与此同时，面对数量巨大的大数据处理，业务模式也发生了变化，尤其是Hadoop的低成本软件架构，从评估来看， 该种业务架构将更依赖于网络的带宽、可靠性、适当缓存以及信令优先级保证等因素。
　　服务器正在经历由GE向10GE转变的变革期
　　2012年3月，占x86服务器市场70%~80%份额的英特尔公司发布了以新一代至强E5处理器为核心的平台。这是一个为云计算而生的服务器平 台，带来了包括处理器、芯片组、主板设计和外围扩展在内的全方位解决方案。该服务器采用低功耗和模块化的10GE以太网LOM设备，即主板直接出 10GBase-T接口，这样使得服务器在具有更强大的处理能力的同时，也提供更快的互连和更高速的IO，突破了GE时代低速IO的诸多限制，这也将开启 10GE服务器时代。
　　据IDC预计， 数据中心端口将在2012-2014年之间实现GE与10GE端口数量之间的交叉，即10GE端口数量超过GE端口数量。随着10GE服务器的推出和成熟商用，云计算数据中心也将进一步提升其计算能力和性能，以实现数据快速和高效的处理。
　　计算时代关注开放的生态链
　　云计算涉及到云应用、云管理平台、虚拟化平台、分布式存储架构、中间件、服务器、网络、等诸多环节，提供端到端解决方案是非常困难的事情，云计算的开放主要通过平台的开源和对外的接口开放，来实现集成与被集成。
　　随着云计算推进， S D N(Software Defined Network, 软件定义网络)也正在被热炒，目前虽然还未有定论，但基本上有两个共识：第一是集中控制，这里控制可以是狭义的控制和转发分离，也可以是针对部分业务的集 中控制;第二是网络的开放和可编程，即将网络能力进一步开放出来。
　　影响：针对网络而言SDN是一个非常好的例子。云计算的网络一方面把网络的能力进一步开放出来，另一方面就是更好地让其他厂商集成自己，并融入到云计算的产业链，为客户提供完善的云计算解决方案。
　　云计算趋势对网络的影响
　　从以上趋势：如云计算的整合与优化、业务与数据增长、10GE时代到来以及开放等，可以看出业务的不断变革也推动网络的不断变化。
　　从网络本身来看，随着云计算趋势的推动，以往以园区交换机构建的数据中心网络已经不能适应云计算的发展，因此近两年来，各个厂商也在不断推出自己定 义的数据中心交换机，虽然大家的定义是不同的，但有一点比较清晰就是支撑云计算。由此可见，云计算正深远影响着网络的变革，从以上分析可归纳出几个关键影 响和需求。
　　1) 推动网络的弹性提升。网络的弹性主要有三个方面：一方面是针对计算性能的，如服务器部署的密度，10GE网卡快速增长，服务器虚拟化使服务器性能提升，网 络的性能也应该是有弹性的，既可支持高密GE服务器接入，也能支持高密10GE服务器接入，并具有良好的性能可演进性;另一方面是虚拟机迁移应用，针对虚 拟机相应的网络相关配置，也需要动态迁移而无需人工参与，从而实现网络配置的弹性;最后就是针对多租户的逻辑网络资源快速部署，更好地配合计算资源的灵活 供应。因此网络的弹性对于支撑云计算是至关重要的。
　　2) 需要简化网络管理运维。云计算数据中心的规模越来越大，且新技术应用(如大二层网络)需要提供丰富的运维手段和工具，以简化网络运维管理;同时，随着云计 算资源的快速部署，网络资源也需要自动地快速部署，实现云计算业务的快速供应;最后，服务器虚拟化给网络带来的最大改变就是vSwITch，即虚拟网络， 目前与物理网络的管理是割裂的，如何把物理网络和虚拟网络统一管理起来，也是简化网络管理的关键。
　　3) 需要开放的网络。云计算网络本质是一个连通的平台，所以开放的网络是非常关键的。首先，作为云计算一种资源的网络，应该为云计算平台所管理，即网络能开放 给云计算平台，被其管理和自动化部署;其次，随着服务器虚拟化的应用，网络需要与虚拟化平台更好地结合;最后，网络应该提供开放的平台，根据云计算业务需 要增删网络增值业务。通过网络的开放性与云计算、虚拟化平台等很好地融合，形成完整的高效低成本的云计算解决方案，显得尤为关键。
　　对未来云计算网络架构的几点思考
　　弹性网络、易管理网络和开放的网络，这3个需求的提出是适应未来云计算的支撑关键。面对云算的新变化和趋势，许多厂商提出了自己的思路和方案，其中 比较典型的有两个：一是把网络看做一台完整设备，即一个核心和多个拉远的线卡，提供高性能、完全的流量负载均衡和真正集中管理控制的网络平台，最新实现由 于技术问题无法克服，不得不退而求其次，放弃理想平台的部分思路;另一个是重新定义网络转发架构，并完全开放网络的能力。从当前来看，这两种方式都存在致 命的缺陷，并增加了网络的复杂度。
　　笔者认为理想的云计算网络架构如下，假定数据中心网络是一个黑盒，首先它应：无阻塞，保证点到点之间性能是等同的;可自愈，无需任何外部部件参与， 网络可以提供和保持基本连通能力;即插即用，任意网络部件插入即可使用。这样的网络就是基本网络和连接的平台，提供一个物理的网络连接的服务。
　　其次，它是一个持续演进的弹性平台，应具有：性能可演进，满足10GE服务器以及未来40/100GE的服务器接入;业务可演进性，例如，未来演进 到IPv6网络是否需要网络整体升级，再如FCoE的整网融合是否可以平滑演进。最后，它是开放的。一方面是网络能力的开放，根据业务需求把网络的能力开 放给上层应用和业务;另一方面网络能与其他云计算厂商快速集成，形成特色云计算解决方案。
　　综上所述，云计算仍处于变革期，从热炒到试点再到实用，在这个过程中企业在整合业务的同时，也应思考如何迁移到云计算平台上，如何更加有效地降低成 本、提升效率是其中的关键。面对云计算的变革期，网络需要具备高弹性、高扩展性、易管理和开放性。整体来看，未来云计算网络将是一个无阻塞、可自愈、即插 即用的黑盒网络平台，可持续演进，并提供开放的网络业务，以适应快速变化的云计算业务需求。
　　本文来源：PChome