idc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案設(shè)計(jì)

1、<p>　　江蘇有線昆山IDC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案</p><p>　　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求</p><p>　　現(xiàn)有IDC機(jī)房網(wǎng)絡(luò)分析</p><p>　　江蘇有線昆山分公司現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心機(jī)房網(wǎng)絡(luò)采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建，基礎(chǔ)架構(gòu)為二層組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，核心設(shè)備為一臺(tái)華為NE80路由器，接入交換機(jī)為各種主流品牌交換機(jī)（H3C,HUAWEI,DLINK等），網(wǎng)管和非網(wǎng)管交換機(jī)

2、都有。隨著各類業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)業(yè)務(wù)需求的深入發(fā)展，業(yè)務(wù)部門對(duì)資源的需求正以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)方式給管理員和未來(lái)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。具體而言存在如下問題：</p><p>　　維護(hù)管理難：在傳統(tǒng)構(gòu)架的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行業(yè)務(wù)擴(kuò)容、遷移或增加新的服務(wù)功能越來(lái)越困難，每一次變更都將牽涉相互關(guān)聯(lián)的、不同時(shí)期按不同初衷建設(shè)的多種物理設(shè)施，涉及多個(gè)不同領(lǐng)域、不同服務(wù)方向，工作繁瑣、維護(hù)困難，而且容易出現(xiàn)漏洞和差錯(cuò)。比如數(shù)據(jù)

3、中心新增加一個(gè)業(yè)務(wù)類型，需要調(diào)整新的應(yīng)用訪問控制需求，此時(shí)管理員不僅要了解新業(yè)務(wù)的邏輯訪問策略，還要精通物理的防火墻實(shí)體的部署、連接、安裝，要考慮是增加新的防火墻端口、還是需要添置新的防火墻設(shè)備，要考慮如何以及何處接入，有沒有相應(yīng)的接口，如何跳線，以及隨之而來(lái)的VLAN、路由等等。當(dāng)這樣的網(wǎng)絡(luò)資源需求在短期內(nèi)累積，將極易在使得系統(tǒng)維護(hù)的質(zhì)量和穩(wěn)定性下降，同時(shí)反過來(lái)減慢新業(yè)務(wù)的部署，進(jìn)而阻礙公司業(yè)務(wù)的推進(jìn)和發(fā)展。</p>&

4、lt;p>　　資源利用率低：傳統(tǒng)架構(gòu)方式對(duì)底層資源的投入與在上層業(yè)務(wù)所收到的效果很難得到同比發(fā)展，最普遍的現(xiàn)象就是忙的設(shè)備不堪重負(fù)，閑的設(shè)備資源儲(chǔ)備過多，二者相互之間又無(wú)法借用和共用。這是由于對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是以功能單元為中心進(jìn)行建設(shè)的，并不考慮上層業(yè)務(wù)對(duì)底層資源調(diào)用的優(yōu)化，這使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)的投入往往無(wú)法取得同樣的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果的改善，反而浪費(fèi)了較多的資源和維護(hù)成本。</p><p>　　服務(wù)策略不一致：傳統(tǒng)架構(gòu)最

5、嚴(yán)重的問題是這種以孤立的設(shè)備功能為中心的設(shè)計(jì)思路無(wú)法真正從整個(gè)系統(tǒng)角度制訂統(tǒng)一的服務(wù)策略，比如安全策略、高可用性策略、業(yè)務(wù)優(yōu)化策略等等，造成跨平臺(tái)策略的不一致性，從而難以將所投入的產(chǎn)品能力形成合力為上層業(yè)務(wù)提供強(qiáng)大的服務(wù)支撐。</p><p>　　因此，按傳統(tǒng)底層基礎(chǔ)設(shè)施所提供的服務(wù)能力已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前業(yè)務(wù)急劇擴(kuò)展所需的資源要求，本次數(shù)據(jù)中心建設(shè)必須從根本上改變傳統(tǒng)思路，遵照一種嶄新的體系結(jié)構(gòu)思路來(lái)構(gòu)造新的數(shù)據(jù)中心

6、IT基礎(chǔ)架構(gòu)。</p><p>　　IDC機(jī)房網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)</p><p>　　面向服務(wù)的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)成為Web2.0下解決來(lái)自業(yè)務(wù)變更、業(yè)務(wù)急劇發(fā)展所帶來(lái)的資源和成本壓力的最佳途徑。從業(yè)務(wù)層面上主流的IT廠商如IBM、BEA等就提出了摒棄傳統(tǒng)的“面向組件（Component）”的開發(fā)方式，而轉(zhuǎn)向“面向服務(wù)”的開發(fā)方式，即應(yīng)用軟件應(yīng)當(dāng)看起來(lái)是由相互獨(dú)立、松耦合的服務(wù)構(gòu)成，而不是對(duì)接口要求嚴(yán)

7、格、變更復(fù)雜、復(fù)用性差的緊耦合組件構(gòu)成，這樣可以以最小的變動(dòng)、最佳的需求溝通方式來(lái)適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求增長(zhǎng)。鑒于此，江蘇有線昆山分公司數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)應(yīng)用正在朝“面向服務(wù)的架構(gòu)Service Oriented Architecture（SOA）”轉(zhuǎn)型。與業(yè)務(wù)的SOA相適應(yīng)，支撐業(yè)務(wù)運(yùn)行的底層基礎(chǔ)設(shè)施也應(yīng)當(dāng)向“面向服務(wù)”的設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變，構(gòu)造“面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心”（Service Oriented Data Center，SODC）。<

8、/p><p>　　傳統(tǒng)組網(wǎng)觀念是根據(jù)功能需求的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的硬件功能盒子堆砌而構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的，這非常類似于傳統(tǒng)軟件開發(fā)的組件堆砌，被已經(jīng)證明為是一種較低效率的資源調(diào)用方式，而如果能夠?qū)⒄麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建看成是由封裝完好、相互耦合松散、但能夠被標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一調(diào)度的“服務(wù)”組成，那么業(yè)務(wù)層面的變更、物理資源的復(fù)用都將是輕而易舉的事情。SODC就是要求當(dāng)SOA架構(gòu)下業(yè)務(wù)的變更，導(dǎo)致軟件部分的服務(wù)模塊的組合變化時(shí)，松耦合的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

9、也能根據(jù)應(yīng)用的變化自動(dòng)實(shí)現(xiàn)重組以適配業(yè)務(wù)變更所帶來(lái)的資源要求的變化，而盡可能少的減少?gòu)?fù)雜硬件的相關(guān)性，從運(yùn)行維護(hù)、資源復(fù)用效率和策略一致性上徹底解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的頑疾。</p><p>　　具體而言SODC應(yīng)形成這樣的資源調(diào)用方式：底層資源對(duì)于上層應(yīng)用就象由服務(wù)構(gòu)成的“資源池”，需要什么服務(wù)就自動(dòng)的會(huì)由網(wǎng)絡(luò)調(diào)用相關(guān)物理資源來(lái)實(shí)現(xiàn)，管理員和業(yè)務(wù)用戶不需要或幾乎可以看不見物理設(shè)備的相互架構(gòu)關(guān)系以及具體存在方式。SOD

10、C的框架原型應(yīng)如下所示：</p><p>　　在圖中，隔在物理架構(gòu)和用戶之間的“交互服務(wù)層”實(shí)現(xiàn)了向上提供服務(wù)、向下屏蔽復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu)的作用，使得網(wǎng)絡(luò)使用者看到的網(wǎng)絡(luò)不是由復(fù)雜的基礎(chǔ)物理功能實(shí)體構(gòu)成的，而是一個(gè)個(gè)智能服務(wù)——安全服務(wù)、移動(dòng)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)……等等，至于這些服務(wù)是由哪些實(shí)際存在的物理資源所提供，管理員和上層業(yè)務(wù)都無(wú)需關(guān)心，交互服務(wù)層解決了一切資源的調(diào)度和高效復(fù)用問題。</p>

11、<p>　　SODC和SOA構(gòu)成的數(shù)據(jù)中心IT架構(gòu)必將是整個(gè)數(shù)據(jù)中心未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，雖然實(shí)現(xiàn)真正理想的SODC和SOA融合的架構(gòu)將是一個(gè)長(zhǎng)期的歷程，但在向該融合框架邁進(jìn)的每一步實(shí)際上都將會(huì)形成對(duì)網(wǎng)絡(luò)靈活性、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、資源利用效率、投資效益等等方面的巨大改善。因此ADC公司本次數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，要求盡可能的遵循如上所述的新一代面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)框架。</p><p>　　IDC機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)<

12、;/p><p>　　在基于SODC的設(shè)計(jì)框架下，江蘇有線昆山分公司新一代數(shù)據(jù)中心應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下設(shè)計(jì)目標(biāo)：</p><p>　　簡(jiǎn)化管理：使上層業(yè)務(wù)的變更作用于物理設(shè)施的復(fù)雜度降低，能夠最低限度的減少了物理資源的直接調(diào)度，使維護(hù)管理的難度和成本大大降低。</p><p>　　高效復(fù)用：使得物理資源可以按需調(diào)度，物理資源得以最大限度的重用，減少建設(shè)成本，提高使用效率。即能夠?qū)崿F(xiàn)

13、總硬件資源占用量降低了，而每個(gè)業(yè)務(wù)得到的服務(wù)反而更有充分的資源保證了。</p><p>　　策略一致：降低具體設(shè)備個(gè)體的策略復(fù)雜性，最大程度的在設(shè)備層面以上建立統(tǒng)一、抽象的服務(wù)，每一個(gè)被充分抽象的服務(wù)都按找上層調(diào)用的目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范和策略化，這樣整個(gè)IT將可以達(dá)到理想的服務(wù)規(guī)則和策略的一致性。</p><p><b>　　IDC機(jī)房技術(shù)需求</b></p>

14、;<p>　　SODC架構(gòu)是一種資源調(diào)度的全新方式，資源被調(diào)用方式是面向服務(wù)而非象以前一樣面向復(fù)雜的物理底層設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而其中交互服務(wù)層是基于服務(wù)調(diào)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。交互服務(wù)層的形成是由網(wǎng)絡(luò)智能化進(jìn)一步發(fā)展而實(shí)現(xiàn)的，它是底層的物理網(wǎng)絡(luò)通過其內(nèi)在的智能服務(wù)功能，使得其上的業(yè)務(wù)層面看不到底層復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不用關(guān)心資源的物理調(diào)度，從而最大化的實(shí)現(xiàn)資源的共享和復(fù)用。要形成SODC要求的交互服務(wù)層，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出以下要求：</p

15、><p><b>　　整合能力</b></p><p>　　SODC要求將數(shù)據(jù)中心所需的各種資源實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的整合，這是后續(xù)上層業(yè)務(wù)能看到底層網(wǎng)絡(luò)提供各類SODC服務(wù)的基礎(chǔ)。整合的概念不是簡(jiǎn)單的功能增多，雖然整合化的一個(gè)體現(xiàn)是很多獨(dú)立設(shè)備的功能被以特殊硬件的方式整合到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，但其真正的核心思想是將資源盡可能集中化以便于跨平臺(tái)的調(diào)用，而物理存在方式則可自由的根據(jù)需要而定

16、。</p><p>　　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)所必須提供的資源包括：</p><p>　　智能業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)所必須的智能功能，比如服務(wù)質(zhì)量保證、安全訪問控制、設(shè)備智能管理等等；</p><p>　　數(shù)據(jù)中心的三大資源網(wǎng)絡(luò)：高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)；存儲(chǔ)交換網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　這兩類資源的整合將是檢驗(yàn)新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)SODC能力的重要標(biāo)準(zhǔn)。<

17、;/p><p><b>　　虛擬化能力</b></p><p>　　虛擬化其實(shí)就是把已整合的資源以一種與物理位置、物理存在、物理狀態(tài)等無(wú)關(guān)的方式進(jìn)行調(diào)用，是從物理資源到服務(wù)形態(tài)的質(zhì)變過程。虛擬化是實(shí)現(xiàn)物理資源復(fù)用、降低管理維護(hù)復(fù)雜度、提高設(shè)備利用率的關(guān)鍵，同時(shí)也是為未來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)資源協(xié)調(diào)和配置打下基礎(chǔ)。</p><p>　　新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)要求能夠

18、提供多種方式的虛擬化能力，不僅僅是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化（比如VLAN、VPN等），還必須做到：</p><p><b>　　交換虛擬化</b></p><p><b>　　智能服務(wù)虛擬化</b></p><p><b>　　服務(wù)器虛擬化</b></p><p>　　IDC機(jī)房網(wǎng)絡(luò)技

19、術(shù)實(shí)現(xiàn)</p><p>　　根據(jù)以上新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求，必須對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所使用的常規(guī)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行革新，數(shù)據(jù)中心級(jí)以太網(wǎng)（Data Center Ethernet，簡(jiǎn)稱DCE）技術(shù)由此誕生。</p><p>　　DCE之前也被一些廠商稱為匯聚型增強(qiáng)以太網(wǎng)技術(shù)（Converged Enhanced Ethernet，簡(jiǎn)稱CEE），是兼容傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議并按新一代數(shù)據(jù)中心的傳輸要求，

20、對(duì)其進(jìn)行全面革新的一系列標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的總稱。因此，為達(dá)到江蘇有線昆山分公司的新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標(biāo)，必須摒棄傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)，而采用新一代的DCE（CEE）技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)。</p><p>　　具體而言，本次江蘇有線昆山分公司數(shù)據(jù)中心所采用的DCE技術(shù)，可以達(dá)到以下的技術(shù)目標(biāo)。</p><p><b>　　整合能力</b></p><p><

21、b>　　一體化交換技術(shù)</b></p><p>　　DCE技術(shù)的重要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心最大程度的資源整合，從而實(shí)現(xiàn)面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心SODC的最終目標(biāo)。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中存在三種網(wǎng)絡(luò)：使用光纖存儲(chǔ)交換機(jī)的存儲(chǔ)交換網(wǎng)絡(luò)（Fiber Channel SAN），便于實(shí)現(xiàn)CPU、內(nèi)存資源并行化處理的高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)（多采用高帶寬低延遲的InfiniBand技術(shù)），以及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)局域網(wǎng)。DCE技術(shù)將這三種

22、網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在統(tǒng)一的傳輸平臺(tái)上，即DCE將使用一種交換技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程并行計(jì)算處理和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能。這樣才能最大化的實(shí)現(xiàn)三種資源的整合，從而便于實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的資源調(diào)度和虛擬化服務(wù)，提高投資的有效性，同時(shí)還降低了管理成本。</p><p>　　江蘇有線昆山分公司業(yè)務(wù)的特點(diǎn)不需要超級(jí)計(jì)算功能，因此本次項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)合一，使用DCE技術(shù)實(shí)現(xiàn)二者的一體化交換。當(dāng)前在以太網(wǎng)上融合傳統(tǒng)局域網(wǎng)和存

23、儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)唯一成熟技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是Fiber Channel Over Ethernet技術(shù)（FCoE），它已在標(biāo)準(zhǔn)上給出了如何把存儲(chǔ)網(wǎng)(SAN)的數(shù)據(jù)幀封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)技術(shù)協(xié)議。由于該項(xiàng)技術(shù)的簡(jiǎn)單性、高效率、經(jīng)濟(jì)性，目前已經(jīng)形成相對(duì)成熟的包括存儲(chǔ)廠商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商、主機(jī)廠商、網(wǎng)卡廠商的生態(tài)鏈。</p><p>　　本次數(shù)據(jù)中心建設(shè)將做好FCoE的基礎(chǔ)設(shè)施準(zhǔn)備，并將在下一階段完成基于FCoE技術(shù)的雙網(wǎng)融合。&

24、lt;/p><p><b>　　無(wú)丟棄以太網(wǎng)技術(shù)</b></p><p>　　為保證一體化交換的實(shí)現(xiàn)，DCE改變了傳統(tǒng)以太網(wǎng)無(wú)連接、無(wú)保障的Best Effort傳輸行為，即保證主機(jī)在通過以太網(wǎng)進(jìn)行磁盤讀寫等操作、高性能計(jì)算所要求的遠(yuǎn)程內(nèi)存訪問、并行處理等操作，不會(huì)發(fā)生任何不可預(yù)料的傳輸失敗，達(dá)到真正的“無(wú)丟包”以太網(wǎng)目標(biāo)。DCE在網(wǎng)絡(luò)中以硬件及軟件的形式實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)：

25、</p><p>　　基于優(yōu)先級(jí)類別的流控在DCE 的理念中是非常重要的一環(huán)，通過它和擁塞管理的相互合作，我們可以構(gòu)造出“不丟包的以太網(wǎng)”架構(gòu)；這對(duì)今天的我們來(lái)說(shuō)，它的誘惑無(wú)疑是不可阻擋的。不丟包的以太網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)安全的平臺(tái)，它讓我們把一些以前無(wú)法安心放置到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的重要應(yīng)用能安心的應(yīng)用到這個(gè)DCE的數(shù)據(jù)平臺(tái)。</p><p>　　帶寬管理在以太網(wǎng)絡(luò)中提供類似于類似幀中繼(Frame R

26、elay)的帶寬控制能力，它可以確保一些重要的業(yè)務(wù)應(yīng)用能獲得必須的網(wǎng)絡(luò)帶寬；同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬利用的最大化。</p><p>　　擁塞管理可以提供在以太網(wǎng)絡(luò)中的各種擁塞發(fā)現(xiàn)和定位能力，這在非連接的網(wǎng)絡(luò)中無(wú)疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)；可以說(shuō)在目前的所有非連接的網(wǎng)絡(luò)中，這是一個(gè)嶄新的應(yīng)用；目前的研究方向主要集中在后向擁塞管理(BCN)和量化擁塞管理(QCN)這兩個(gè)方面。</p><p><b&

27、gt;　　性能支撐能力</b></p><p>　　為保證實(shí)現(xiàn)一體化交換和資源整合，DCE還必須對(duì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)的性能和可擴(kuò)展性的進(jìn)行革新。</p><p>　　首先為保證三網(wǎng)合一后的帶寬資源，萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)只是DCE核心層帶寬的起點(diǎn)。而正在發(fā)展中的40G/100G以太網(wǎng)才是DCE技術(shù)將來(lái)的主流帶寬。因此，要保證我們今天采購(gòu)的設(shè)備能有5年以上的生命周期，就必須考慮硬件的可擴(kuò)展能力。

28、這也就是說(shuō)從投資保護(hù)和工程維護(hù)的角度出發(fā)，我們需要一個(gè)100G平臺(tái)的硬體設(shè)備，即每個(gè)設(shè)備的槽位至少要支持100G的流量（全雙工每槽位200Gbps），只有這樣才能維持該設(shè)備5年的生命周期。同時(shí)從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)考慮，如果能達(dá)到400G的平臺(tái)是最理想的。</p><p>　　另外存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和高性能計(jì)算所要求的通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程磁盤讀寫、內(nèi)存同步的性能需求，DCE設(shè)備必須提供比傳統(tǒng)以太網(wǎng)設(shè)備低幾個(gè)數(shù)量級(jí)的端口間轉(zhuǎn)發(fā)延遲。

29、DCE要求的核心層的三層轉(zhuǎn)發(fā)延遲應(yīng)可達(dá)到30us以下，接入層的二層轉(zhuǎn)發(fā)延遲應(yīng)可在3～4us以下。這都是傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的性能指標(biāo)要求。</p><p><b>　　智能服務(wù)的整合能力</b></p><p>　　眾所周知，應(yīng)用的復(fù)雜度是在不斷的提升，同時(shí)伴隨著網(wǎng)絡(luò)的融合，應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的交互…可以預(yù)見的是網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度也將不斷的提升。這也印證我們的判斷：應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控

30、制將逐步增強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也在為應(yīng)用而優(yōu)化。</p><p>　　因此構(gòu)建一個(gè)單業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)單L2轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)并不是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計(jì)方向；全業(yè)務(wù)的設(shè)備和多業(yè)務(wù)融合的網(wǎng)絡(luò)才是我們所需要的環(huán)境。</p><p>　　那么我們需要什么樣的全業(yè)務(wù)呢，很明顯Data Center Ethernet 是一個(gè)必備的項(xiàng)目，同時(shí)我們至少還需要其它的基本業(yè)務(wù)屬性來(lái)保障一個(gè)多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，如：</p><

31、;p>　　服務(wù)質(zhì)量保證QoS</p><p>　　訪問列表控制 ACL</p><p>　　虛擬交換機(jī)的實(shí)現(xiàn) Virtual Switch</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)流量分析 Netflow</p><p>　　CPU抗攻擊保護(hù)CoPP</p><p>　　遠(yuǎn)程無(wú)人值守管理CMP</p&g

32、t;<p>　　嵌入式事件管理EEM</p><p>　　當(dāng)然，所有這些業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)都是在不影響轉(zhuǎn)發(fā)性能的前提條件下的。失去這個(gè)大前提，多業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)就變得毫無(wú)意義。</p><p>　　所以設(shè)計(jì)一個(gè)好的產(chǎn)品就必須顧全多業(yè)務(wù)、融合網(wǎng)絡(luò)這個(gè)大前提。如何使這些復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理能夠在高達(dá)100G甚至是400G的線路卡上獲得線速處理的性能是考驗(yàn)一個(gè)硬件平臺(tái)的重要技術(shù)指標(biāo)。</p&

33、gt;<p>　　最終的勝出者無(wú)疑就是能夠用最小的代價(jià)來(lái)?yè)Q取最大業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)和性能的設(shè)備平臺(tái)。</p><p><b>　　虛擬化能力</b></p><p>　　DCE對(duì)網(wǎng)絡(luò)虛擬化不僅僅是傳統(tǒng)意義上的VLAN和VPN，為實(shí)現(xiàn)SODC的交互服務(wù)層資源調(diào)度方式，DCE還能夠做到以下的虛擬化能力。</p><p><b>　　虛

34、擬交換技術(shù)</b></p><p>　　虛擬交換技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)我們使用交換機(jī)資源時(shí)，我們可以不用關(guān)心交換服務(wù)的物理存在方式，它可能是由一臺(tái)交換機(jī)提供，也可能是兩臺(tái)交換機(jī)設(shè)備，甚至可以是一個(gè)交換機(jī)中的幾個(gè)虛擬交換機(jī)之一。思科的DCE技術(shù)就提供了將兩個(gè)物理交換機(jī)虛擬為一臺(tái)交換機(jī)的虛擬交換系統(tǒng)（VPC）技術(shù)，以及將一個(gè)交換機(jī)虛擬化為多個(gè)交換機(jī)的虛擬設(shè)備（VDC）技術(shù)。</p><p>

35、;　　（一）虛擬交換系統(tǒng)（VPC）</p><p>　　VPC技術(shù)可將網(wǎng)絡(luò)的雙核心虛擬化為單臺(tái)設(shè)備，虛擬交換機(jī)性能倍增、管理復(fù)雜度反而減半。具體有如下優(yōu)勢(shì)：</p><p>　　單一管理界面：管理界面完全為單臺(tái)設(shè)備管理方式，管理和維護(hù)工作量減輕一半；</p><p>　　性能翻倍：虛擬交換系統(tǒng)具備兩臺(tái)疊加的性能，與其它交換機(jī)通過跨物理機(jī)箱的雙千兆以太網(wǎng)或雙萬(wàn)兆以太網(wǎng)

36、捆綁技術(shù)，遠(yuǎn)比依靠路由或生成樹的負(fù)載均衡更均勻，帶寬和核心吞吐量均做到真正的翻倍。</p><p>　　協(xié)議簡(jiǎn)單：虛擬交換系統(tǒng)與其它設(shè)備間的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議完全是單臺(tái)設(shè)備與其它設(shè)備的協(xié)議關(guān)系，需維護(hù)的路由鄰居關(guān)系數(shù)以二次方根下降，在本系統(tǒng)中可達(dá)4～5倍下降，工作量和部署難度大大降低；虛擬交換系統(tǒng)同時(shí)作為單臺(tái)設(shè)備參與生成樹計(jì)算關(guān)系，生成樹計(jì)算和維護(hù)量以二次方根下降，在本系統(tǒng)中可達(dá)4～5倍下降，工作量和部署難度大大降低。

37、</p><p>　　冗余可靠：虛擬交換系統(tǒng)形成虛擬單機(jī)箱、物理雙引擎的跨機(jī)箱冗余引擎系統(tǒng)，下連接入交換機(jī)原來(lái)需要用動(dòng)態(tài)路由或生成樹實(shí)現(xiàn)冗余切換的，在VPC下全都可以用簡(jiǎn)單的鏈路捆綁實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和冗余，無(wú)論是鏈路還是引擎，冗余切換比傳統(tǒng)方式更加迅捷平滑，保持上層業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行。以前兩個(gè)單引擎機(jī)箱的其中一臺(tái)更換引擎，一定會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，而虛擬交換系統(tǒng)里任意一臺(tái)更換引擎，數(shù)據(jù)可以保證0丟失。</p>&

38、lt;p>　?。ǘ┨摂M設(shè)備系統(tǒng)（VDC）</p><p>　　VDC技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)將一臺(tái)交換機(jī)劃分為多個(gè)虛擬的子交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)擁有獨(dú)立的配置界面，獨(dú)立的生成樹、路由、SNMP、VRRP等協(xié)議進(jìn)程，甚至獨(dú)立的資源分配（內(nèi)存、TCAM、轉(zhuǎn)發(fā)表等等）。它與VSS配合，將在實(shí)現(xiàn)更加靈活的、與物理設(shè)備無(wú)關(guān)的跨平臺(tái)資源分配能力，為數(shù)據(jù)中心這種底層設(shè)施資源消耗型網(wǎng)絡(luò)提供更經(jīng)濟(jì)高效的組網(wǎng)方式，也為管理和運(yùn)營(yíng)智能化自動(dòng)

39、化創(chuàng)造條件。</p><p>　　物理設(shè)備虛擬成若干個(gè)邏輯上的獨(dú)立設(shè)備的圖示：</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)服務(wù)虛擬化</b></p><p>　　在服務(wù)資源整合以及設(shè)備虛擬化的基礎(chǔ)之上，DCE要求每個(gè)虛擬化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用區(qū)都有自己的業(yè)務(wù)服務(wù)設(shè)施，比如自己的防火墻、IDS、負(fù)載均衡器、SSL加速、……網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這些如果都是物理上獨(dú)占式分配的，將

40、是高成本、低效率且難于維護(hù)管理的。DCE網(wǎng)絡(luò)在提供這些網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)時(shí)都可以以虛擬化的方式實(shí)現(xiàn)各類服務(wù)的資源調(diào)用，思科的DCE網(wǎng)絡(luò)中就可以實(shí)現(xiàn)虛擬防火墻、虛擬IDS、虛擬負(fù)載均衡器、虛擬SSL VPN網(wǎng)絡(luò)……等等，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)的虛擬化。</p><p><b>　　服務(wù)器虛擬化</b></p><p>　　服務(wù)器虛擬化可以使上層業(yè)務(wù)應(yīng)用僅僅根據(jù)自己所需的計(jì)算資源

41、占用要求來(lái)對(duì)CPU、內(nèi)存、I/O和應(yīng)用資源等實(shí)現(xiàn)自由調(diào)度，而無(wú)須考慮該應(yīng)用所在的物理關(guān)聯(lián)和位置。當(dāng)前商用化最為成功的服務(wù)器虛擬化解決方案是VMWare的VMotion系列，微軟的Virtual Server和許多其它第三方廠商（如Intel、AMD等）也正在加入，使得服務(wù)器虛擬化的解決方案將越來(lái)越完善和普及。</p><p>　　然而人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到服務(wù)器虛擬化的系統(tǒng)解決方案中除了應(yīng)用、主機(jī)、操作系統(tǒng)的角色外，網(wǎng)

42、絡(luò)將是一個(gè)更為至關(guān)重要的角色。網(wǎng)絡(luò)將把各個(gè)自由聯(lián)系成為一個(gè)整體，網(wǎng)絡(luò)將是實(shí)現(xiàn)自由虛擬化的橋梁。服務(wù)器虛擬化需要DCE能夠提供以下能力：</p><p>　　資源的整合：業(yè)務(wù)應(yīng)用運(yùn)行所依賴的物理計(jì)算環(huán)境都需要網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，然而在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)、互連CPU和內(nèi)存的計(jì)算網(wǎng)、互連存儲(chǔ)的存儲(chǔ)網(wǎng)都是孤立的，這就無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)與物理無(wú)關(guān)的服務(wù)器資源調(diào)度，因此實(shí)現(xiàn)真正意義上徹底的服務(wù)器虛擬化，前面提到的DCE三網(wǎng)一體

43、化交換架構(gòu)是必須的條件。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)的虛擬機(jī)意識(shí)：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是不具備虛擬機(jī)意識(shí)的，即在網(wǎng)絡(luò)上傳遞的信息是無(wú)法區(qū)別它是來(lái)自于哪個(gè)虛擬機(jī)，也無(wú)法在網(wǎng)絡(luò)上根據(jù)虛擬機(jī)來(lái)提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，當(dāng)虛擬機(jī)遷移，也沒有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)跟蹤手段保證服務(wù)的全局一致性。不過這些都是DCE正在解決的問題，一些DCE的領(lǐng)導(dǎo)廠商，比如思科，已經(jīng)在推出的商用化DCE產(chǎn)品中提供了相應(yīng)的虛擬機(jī)標(biāo)識(shí)機(jī)制，并且思科已經(jīng)聯(lián)合VMware等廠商將這些

44、協(xié)議提交IEEE實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　虛擬機(jī)遷移的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：服務(wù)器虛擬化是依靠虛擬機(jī)的遷移技術(shù)實(shí)現(xiàn)與物理資源無(wú)關(guān)的資源共享和復(fù)用的。虛擬機(jī)遷移需要一個(gè)二層環(huán)境，這導(dǎo)致遷移范圍被局限在傳統(tǒng)的VLAN內(nèi)。我們知道Web2.0、云計(jì)算等概念都需要無(wú)處不在的數(shù)據(jù)中心，那么如何實(shí)現(xiàn)二層網(wǎng)絡(luò)的跨地域延展呢？傳統(tǒng)的L2 MPLS技術(shù)太復(fù)雜，于是IEEE和IETF正在制定二層多路徑（即二層延展）的新標(biāo)準(zhǔn)，DCE的領(lǐng)導(dǎo)

45、廠商思科公司也提出了一種新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)Cisco Over the Top Virtualization(OTV)來(lái)解決跨城域或廣域網(wǎng)的二層延展性問題，從而為服務(wù)器虛擬化提供可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)支撐。</p><p><b>　　自動(dòng)化</b></p><p>　　自動(dòng)化是SODC架構(gòu)中上層自動(dòng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用必須條件。在高度整合化和虛擬化的基礎(chǔ)上，服務(wù)的部署完全不需要物理上

46、的動(dòng)作，資源在虛擬化平臺(tái)上可以與物理設(shè)施無(wú)關(guān)的進(jìn)行分配和整合，這樣我們只需要將一定的業(yè)務(wù)策略輸入給智能網(wǎng)絡(luò)的策略服務(wù)器，一切的工作都可以按系統(tǒng)自身最優(yōu)化的方式進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估、決策和調(diào)配實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在商用的DCE自動(dòng)化解決方案包括管理自動(dòng)化和業(yè)務(wù)部署自動(dòng)化。</p><p>　　江蘇有線昆山分公司數(shù)據(jù)中心將在后續(xù)的建設(shè)中逐步完善自動(dòng)化管理和自動(dòng)化業(yè)務(wù)部署，但需要在本期通過DCE技術(shù)的實(shí)施打下未來(lái)自動(dòng)化部署的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。&

47、lt;/p><p><b>　　綠色數(shù)據(jù)中心</b></p><p>　　DCE技術(shù)的整合化、虛擬化和自動(dòng)化本身就是在達(dá)到同樣業(yè)務(wù)能力的要求下實(shí)現(xiàn)高效率利用硬件資源、減少總硬件投入、節(jié)約維護(hù)管理成本等方面的最佳途徑，這本身也是綠色數(shù)據(jù)中心的必要條件。</p><p>　　另外DCE產(chǎn)品必須在硬件實(shí)現(xiàn)上實(shí)現(xiàn)低功耗、高效率，包括</p>

48、<p>　　利用最新半導(dǎo)體工藝（越小納米的芯片要比大納米的芯片省電）</p><p>　　降低邏輯電路的復(fù)雜度 （在接入層使用二層設(shè)備往往要比三層設(shè)備省電）</p><p>　　減少通用集成電路的空轉(zhuǎn)（使用定制化的專業(yè)設(shè)計(jì)的芯片往往比通用芯片省電）</p><p><b>　　等等……</b></p><p&

49、gt;　　由此可見，對(duì)于一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在業(yè)務(wù)能力相當(dāng)?shù)那疤釛l件下，越小的功耗就代表越先進(jìn)的技術(shù)。在DCE設(shè)備一般可以做到維持三層的全業(yè)務(wù)萬(wàn)兆吞吐功耗小于25W、二層的萬(wàn)兆吞吐功耗小于13W</p><p>　　綜上所述，在本次江蘇有線昆山分公司新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，將采用不同于傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)的DCE以太網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建面向服務(wù)的高效能數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。</p><p>　　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)改

50、造建議</p><p><b>　　總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本次江蘇有線昆山分公司數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)將采用新一代的DCE技術(shù)，并使用DCE技術(shù)的代表廠商Cisco公司的Nexus系列產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將采用大型數(shù)據(jù)中心典型的層次化、模塊化組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　層次化結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)</b><

51、/p><p>　　采用層次化結(jié)構(gòu)有如下好處：</p><p>　　節(jié)約成本：園區(qū)網(wǎng)絡(luò)意味著巨大的業(yè)務(wù)投資正確設(shè)計(jì)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)可以提高業(yè)務(wù)效率和降低運(yùn)營(yíng)成本。</p><p>　　便于擴(kuò)展：一個(gè)模塊化的或者層次化的網(wǎng)絡(luò)由很多更加便于復(fù)制、改造和擴(kuò)展的模塊所構(gòu)成，在添加或者移除一個(gè)模塊時(shí)，并不需要重新設(shè)計(jì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)模塊可以在不影響其他模塊或者網(wǎng)絡(luò)核心的情況下投入使用或者停

52、止使用。</p><p>　　加強(qiáng)故障隔離能力：通過將網(wǎng)絡(luò)分為多個(gè)可管理的小型組件，企業(yè)可以大幅度簡(jiǎn)化故障定位和排障處理時(shí)效。</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　層次化結(jié)構(gòu)包括二個(gè)功能部分，即接入層、核心層，各層次定位分別如下</p><p>　　核心層：是企業(yè)數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)的骨干

53、，本層的設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)交換，并且提供高可靠性和快速的路由收斂。</p><p>　　接入層：負(fù)責(zé)提供服務(wù)器、用戶終端、存儲(chǔ)設(shè)施等等的網(wǎng)絡(luò)第一級(jí)接入功能，另外網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)的初始分類，比如安全標(biāo)識(shí)、QoS分類將也是這一層的基本功能。</p><p><b>　　IDC機(jī)房網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　根據(jù)業(yè)界企業(yè)網(wǎng)絡(luò)最佳設(shè)計(jì)實(shí)踐參

54、考，在邊緣節(jié)點(diǎn)端口較少的小型網(wǎng)絡(luò)中，可以考慮將核心層與分布層合并，小型網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模主要由接入層交換機(jī)決定。江蘇有線昆山分公司的業(yè)務(wù)應(yīng)用特點(diǎn)又決定了核心層將相對(duì)接入的網(wǎng)絡(luò)模塊較少，只有VOD服務(wù)器接入、數(shù)據(jù)中心匯聚接入、廣域網(wǎng)接入等三塊，如果采用單獨(dú)的大容量物理核心設(shè)備將造成浪費(fèi)，而如果采用低端核心設(shè)備則會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)相對(duì)繁忙的數(shù)據(jù)中心匯聚形成瓶頸，也影響網(wǎng)絡(luò)整體的穩(wěn)定性。鑒于此，我們采用核心層設(shè)備Cisco Nexus 7000（IDC機(jī)房

55、已有）作為核心，但虛擬化為兩套交換機(jī)，一套用于全網(wǎng)核心，一套用于數(shù)據(jù)中心匯聚。這樣做的優(yōu)勢(shì)如下：</p><p>　　邏輯上仍然是清晰的兩套設(shè)備，完全保持了前述網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　在性能上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)核心和數(shù)據(jù)中心匯聚交換機(jī)資源的共享和復(fù)用，非常好的解決了核心層數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)量可能存在較大差異的問題。</p><p>　　以較低的投入升級(jí)了

56、數(shù)據(jù)中心匯聚交換機(jī)的能力（相當(dāng)于可以與核心層復(fù)用4Tbps以上的交換能力），適于下一階段要進(jìn)行的數(shù)據(jù)中心雙網(wǎng)融合的資源需求。</p><p>　　減少了設(shè)備數(shù)量，降低了設(shè)備投入成本、功耗開銷和維護(hù)管理的復(fù)雜度。</p><p>　　充分利用原有的NEXUS 7000交換機(jī)，發(fā)揮最大使用效率。</p><p>　　IDC機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)計(jì)與規(guī)劃</p>&

57、lt;p><b>　　IDC機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次我們采用原有的Cisco Nexus 7018系列大型DCE交換機(jī)，每臺(tái)Nexus7000劃分為兩個(gè)VDC（虛擬交換機(jī)），一個(gè)虛擬交換機(jī)作為ADC公司全網(wǎng)核心，另一個(gè)虛擬交換機(jī)作為數(shù)據(jù)中心的分布匯聚層交換機(jī)。</p><p>　　本次每臺(tái)N7018實(shí)配48個(gè)萬(wàn)兆端口，這些端口都可在物理上劃

58、分為屬于全網(wǎng)核心的虛擬交換機(jī)和屬于數(shù)據(jù)中心匯聚的虛擬交換機(jī)，每個(gè)虛擬交換機(jī)從軟件進(jìn)程到配置界面都各自獨(dú)立，但可以共享和復(fù)用總的交換機(jī)資源。</p><p>　　每個(gè)虛擬交換機(jī)都支持vPC技術(shù)（Virtual Port-Channel），即可以實(shí)現(xiàn)跨交換機(jī)的端口捆綁，這樣在下級(jí)交換機(jī)上連屬于不同機(jī)箱的虛擬交換機(jī)時(shí)，可以把分別連向不同機(jī)箱的萬(wàn)兆鏈路用與IEEE 802.3ad兼容的技術(shù)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)鏈路捆綁，提高冗余能力

59、和鏈路互連帶寬的同時(shí)，大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。</p><p>　　核心層虛擬交換機(jī)與其它設(shè)備互連都采用路由端口和三層交換方式，因此采用vPC進(jìn)行鏈路捆綁時(shí)使用三層端口鏈路捆綁技術(shù)。如圖所示：</p><p>　　使用Cisco Nexus 2000系列DCE接入交換機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心接入層的分級(jí)設(shè)計(jì)。</p><p>　　本次建議IDC使用具備32個(gè)1G/10G以太網(wǎng)

60、端口、8個(gè)萬(wàn)兆上連端口的Nexus 2232FT。Nexus 2000是NEXUS 7018系列的交換矩陣延展器，通過部署在機(jī)柜（Top of the Rack，ToR）的Nexus 2232FT，可以將本地接入的高密度服務(wù)器上連到nexus 7018上，通過連接多臺(tái)Nexus 2232FT，NEXUS 7018 可以將驚人交換能力延展到多個(gè)機(jī)柜，實(shí)現(xiàn)高性能、高密度、低延遲的DCE服務(wù)器群接入能力。而且作為NEXUS 7018的延展設(shè)備

61、，Nexus 2232FT無(wú)需自身進(jìn)行復(fù)雜配置，所有管理和配置都可在其上游的NEXUS 7018上完成，大大簡(jiǎn)化了多機(jī)柜、高密度服務(wù)器接入設(shè)備的管理復(fù)雜度。</p><p>　　Nexus 2000都是按柜頂（Top of the Rack，ToR）交換機(jī)的尺寸設(shè)計(jì)，1～2U的高度內(nèi)緊湊的集成了高密度的DCE端口，但同時(shí)提供可熱插拔的冗余風(fēng)扇組和冗余電源系統(tǒng)，其可靠性遠(yuǎn)非其它傳統(tǒng)以太網(wǎng)中固定接口小交換機(jī)所可比。&

62、lt;/p><p>　　數(shù)據(jù)中心地址路由設(shè)計(jì)</p><p>　　核心層和接入層之間使用交換端口，實(shí)現(xiàn)二層交換。如前所述，當(dāng)前的主流虛擬機(jī)軟件，如VMware、Virtual Server等都需要在二層交換下實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)遷移，因此在數(shù)據(jù)中心接入層使用二層交換將方便虛擬機(jī)的遷移和調(diào)度。當(dāng)前由于Cisco獨(dú)特的虛擬交換機(jī)技術(shù)和vPC跨設(shè)備端口捆綁技術(shù)的使用，可以實(shí)現(xiàn)在二層結(jié)構(gòu)下完全沒有環(huán)路，從根本上

63、解決了生成樹算法收斂慢、不穩(wěn)定、故障多的問題，也使得在一個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)二層結(jié)構(gòu)下的可擴(kuò)展性與三層結(jié)構(gòu)沒有根本的區(qū)別。如下圖所示，只要經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目接入層的二層部分將沒有環(huán)路，快速生成樹算法將只用于在誤操作等極端情況下的防范手段。</p><p>　　當(dāng)IEEE的改進(jìn)生成樹協(xié)議或者IETF的二層路由協(xié)議技術(shù)成熟，或者直接使用思科當(dāng)前就可以提供的OTV技術(shù)，二層結(jié)構(gòu)還可以擴(kuò)展到城域和廣域網(wǎng)中去，擴(kuò)大服務(wù)器虛擬化的

64、調(diào)度范圍，向云計(jì)算的理想邁進(jìn)。</p><p>　　分布匯聚層的智能服務(wù)機(jī)箱相關(guān)的地址和邏輯設(shè)計(jì)將在后面專項(xiàng)的智能服務(wù)介紹中詳細(xì)闡述。</p><p>　　VLAN/VSAN和地址規(guī)劃</p><p>　　Nexus 7018和2000將可以把主機(jī)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備一并接入統(tǒng)一交換，其中數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)部分實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的VLAN設(shè)計(jì)，而存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)則支持VSAN。</p>

65、<p>　　在DCE的一體化交換架構(gòu)下，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)部分的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（地址和路由）與分層設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)完全兼容，因此用戶現(xiàn)有的主機(jī)、服務(wù)器在割接到新數(shù)據(jù)中心時(shí)無(wú)需變更地址，實(shí)現(xiàn)平滑過度。</p><p>　　數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)</p><p>　　下一代數(shù)據(jù)中心技術(shù)優(yōu)勢(shì)</p><p><b>　　相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹</b><

66、/p><p>　　Cisco Nexus 2000系列交換機(jī)介紹</p><p>　　為了將Nexus 7018的服務(wù)延展到更多機(jī)柜，提供更高密度的DCE接入，但又無(wú)需增加管理上的負(fù)擔(dān)，思科提供了Nexus 2000——Nexus7000專用的延展器，它提供高密度的千兆或萬(wàn)兆本地接入，然后用幾乎線性的性能完成萬(wàn)兆的上連，而所有管理則完全放在上連的Nexus5000上，從而提供了最佳性價(jià)比、且支

67、持VN-link等高級(jí)DCE功能的數(shù)據(jù)中心接入解決方案。</p><p>　　Cisco NX-OS 數(shù)據(jù)中心級(jí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p><b>　　產(chǎn)品概述 </b></p><p>　　Cisco NX-OS是一個(gè)數(shù)據(jù)中心級(jí)的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)體現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)、永續(xù)性和可維護(hù)性。在業(yè)界成熟的Cisco SAN-OS軟件的基礎(chǔ)上，Cisc

68、o NX-OS確保持續(xù)的可用性，并為承擔(dān)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)中心環(huán)境設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)。Cisco NX-OS的自行恢復(fù)和高度模塊化的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)無(wú)影響的運(yùn)行，提供出色的運(yùn)營(yíng)靈活性。</p><p>　　Cisco NX-OS是面向數(shù)據(jù)中心的需要而設(shè)計(jì)的，它所提供的強(qiáng)大、豐富的特性集，不僅能滿足當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的路由、交換和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)要求，還能滿足未來(lái)的數(shù)據(jù)中心需求。憑借XML界面和類似Cisco IOS®軟件的CLI，C

69、isco NX-OS為相關(guān)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和各種真正數(shù)據(jù)中心級(jí)思科創(chuàng)新的實(shí)施提供鼎力支持。 </p><p><b>　　特性和優(yōu)勢(shì)</b></p><p><b>　　靈活性和可擴(kuò)展性 </b></p><p>　　軟件兼容性：Cisco NX-OS 4.0能與運(yùn)行各種Cisco IOS軟件操作系統(tǒng)的思科產(chǎn)品互操作。Cisco

70、NX-OS 4.0也能與遵循本產(chǎn)品簡(jiǎn)介中所列舉的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)OS互操作。</p><p>　　整個(gè)數(shù)據(jù)中心通用的軟件：Cisco NX-OS簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中心的操作環(huán)境，提供一個(gè)統(tǒng)一的OS，能夠在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)區(qū)域運(yùn)行，包括局域網(wǎng)、SAN和第四到七層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。</p><p>　　模塊化軟件設(shè)計(jì)：Cisco NX-OS能夠在SMP、多核CPU和分布式線卡處理器上支持分布式多線程處理功能。硬

71、件表編程等需要大量計(jì)算的任務(wù)能卸載給分布在多個(gè)線卡上的專用處理器。Cisco NX-OS模塊化進(jìn)程在獨(dú)立受保護(hù)內(nèi)存空間中逐個(gè)按需啟用。因此，只有當(dāng)一個(gè)特性啟用后，進(jìn)程才會(huì)啟動(dòng)，開始分配系統(tǒng)資源。模塊化進(jìn)程由實(shí)時(shí)預(yù)先排程器管理，有助于確保及時(shí)處理關(guān)鍵功能。 </p><p>　　虛擬設(shè)備環(huán)境(VDC)：Cisco NX-OS能夠?qū)S和硬件資源劃分為模擬虛擬設(shè)備的虛擬環(huán)境。每個(gè)VDC擁有其自身的軟件進(jìn)程、專用硬件資

72、源(接口)和獨(dú)立的管理環(huán)境。VDC有助于將分立網(wǎng)絡(luò)整合為一個(gè)通用基礎(chǔ)設(shè)施，保留物理上獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)的管理界限劃分和故障隔離特性，并提供單一基礎(chǔ)設(shè)施所擁有的多種運(yùn)營(yíng)成本優(yōu)勢(shì)。 </p><p><b>　　可用性 </b></p><p>　　持續(xù)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)：Cisco NX-OS提供持續(xù)的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)，維護(hù)、升級(jí)和部署軟件認(rèn)證，同時(shí)不會(huì)造成服務(wù)中斷。通過將進(jìn)程模塊化、模塊化修補(bǔ)

73、、思科運(yùn)行中軟件升級(jí)（ISSU）功能和不間斷轉(zhuǎn)發(fā)(NSF)平穩(wěn)重啟相結(jié)合，極大地降低軟件升級(jí)和其他操作所帶來(lái)的影響。 </p><p>　　思科ISSU：思科ISSU利用冗余引擎在平臺(tái)上提供透明的軟件升級(jí)功能，極大地縮短停機(jī)時(shí)間，使客戶能夠在極少影響或不影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的情況下，集成最新的特性和功能。 </p><p>　　迅速開發(fā)增強(qiáng)特性和故障修復(fù)：Cisco NX-OS的模塊化特性使新的特

74、性、增強(qiáng)特性和故障修復(fù)能夠迅速地集成入軟件。因此，模塊化修復(fù)功能能夠在極短的時(shí)間內(nèi)完成開發(fā)、測(cè)試和交付使用，滿足緊迫的時(shí)間要求。利用ISSU，這些更新鏡像能在不干擾正常運(yùn)行的情況下安裝。</p><p>　　進(jìn)程應(yīng)急啟動(dòng)：關(guān)鍵進(jìn)程在受保護(hù)的內(nèi)存空間中運(yùn)行，獨(dú)立于其他進(jìn)程和內(nèi)核，從而提供精確的服務(wù)分隔和故障隔離，支持模塊化修補(bǔ)和升級(jí)，以及快速重啟功能。各進(jìn)程能夠分別重啟，不會(huì)丟失狀態(tài)信息，不會(huì)影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，因此，在

75、升級(jí)或故障后，進(jìn)程會(huì)在數(shù)毫秒內(nèi)重啟，而不會(huì)影響鄰近的設(shè)備或服務(wù)。利用基于標(biāo)準(zhǔn)的NSF平穩(wěn)重啟機(jī)制，擁有大量狀態(tài)信息（如IP路由協(xié)議）的進(jìn)程能夠得以重啟；其他進(jìn)程則借助本地永久存儲(chǔ)服務(wù)（PSS）維持其狀態(tài)。 </p><p>　　狀態(tài)化引擎故障切換：冗余引擎始終保持同步，支持快速的狀態(tài)化引擎故障切換。它具有先進(jìn)的檢驗(yàn)功能，有助于確保故障切換后整個(gè)分布式架構(gòu)中狀態(tài)的統(tǒng)一性和可靠性。 </p><p

76、>　　可靠的進(jìn)程間通信：Cisco NX-OS提供進(jìn)程間可靠的通信功能，能夠確保故障過程中和出現(xiàn)不利情況下，所有信息都得以傳送和正確地發(fā)揮作用。該通信功能有助于確保進(jìn)程同步化和狀態(tài)的一致性，這些進(jìn)程能夠在分布于多個(gè)引擎和I/O模塊上的處理器上啟用。 </p><p>　　冗余交換以太網(wǎng)帶外信道(EOBC)：Cisco NX-OS能充分利用冗余EOBC來(lái)支持控制和I/O模塊處理器間的通信。 </p>

77、;<p>　　基于網(wǎng)絡(luò)的可用性：通過提供工具和功能，使故障切換和回退透明、迅速，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)收斂。例如，Cisco NX-OS提供生成樹協(xié)議增強(qiáng)特性，如BPDU防護(hù)、環(huán)路防護(hù)、根防護(hù)、BPDU過濾器和網(wǎng)橋保證，以確保生成樹協(xié)議控制平面的狀態(tài)正常；UDLD協(xié)議；路由協(xié)議NSF平穩(wěn)重啟；毫秒間隔的FHRP；SPF優(yōu)化，如LSA Pacing和iSPF；以及帶可調(diào)整計(jì)數(shù)器的IEEE 802.3ad鏈路匯聚。 </p>

78、<p><b>　　可維護(hù)性</b></p><p>　　故障排除和診斷：Cisco NX-OS擁有獨(dú)特的可維護(hù)性功能，使網(wǎng)絡(luò)操作員能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)和事件提前采取行動(dòng)，從而增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，縮短網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中心(NOC)和廠商的響應(yīng)時(shí)間。呼叫到家、思科通用在線診斷(GOLD)和Cisco NX-OS嵌入式事件管理器(EEM)是Cisco NX-OS用于提高可維護(hù)性的部分特性。 <

79、/p><p>　　交換端口分析器（SPAN）：SPAN特性允許管理員在不對(duì)運(yùn)營(yíng)造成影響的情況下，將SPAN進(jìn)程流量導(dǎo)向連接一個(gè)外部分析器的SPAN目的地端口，從而對(duì)端口(稱為SPAN源端口)間的所有流量進(jìn)行分析。 </p><p>　　嵌入式數(shù)據(jù)包分析器：Cisco NX-OS擁有一個(gè)內(nèi)置數(shù)據(jù)包分析器，用于控制平面流量的監(jiān)控和故障排除。該數(shù)據(jù)包分析器以常用的Wireshark開放源網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析

80、器為基礎(chǔ)而構(gòu)建。</p><p>　　智能呼叫到家：智能呼叫到家特性能夠持續(xù)監(jiān)控軟硬件，并通過電子郵件發(fā)送關(guān)鍵系統(tǒng)事件通知。它擁有多種消息格式，能與尋呼機(jī)服務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)電子郵件和基于XML的自動(dòng)分析應(yīng)用等出色兼容。它提供報(bào)警分組功能和可定制目的地功能。該特性有多種用途，例如直接尋呼網(wǎng)絡(luò)支持工程師、發(fā)送電子郵件給NOC，以及利用思科自動(dòng)通知服務(wù)直接開啟一個(gè)思科技術(shù)支持中心(TAC)案例等。這一特性向?qū)崿F(xiàn)自治系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)邁出

81、重要的一步，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在出現(xiàn)問題時(shí)能通知IT，確保故障得以迅速地解決，縮短解決時(shí)間，最大限度地延長(zhǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間。 </p><p>　　思科GOLD: 思科GOLD是一個(gè)診斷套件，負(fù)責(zé)檢驗(yàn)硬件和內(nèi)部數(shù)據(jù)路徑是否按設(shè)計(jì)要求運(yùn)行。思科GOLD特性集包括引導(dǎo)時(shí)間診斷、持續(xù)監(jiān)控，以及按需和定期測(cè)試等。這個(gè)業(yè)界領(lǐng)先的診斷子系統(tǒng)能夠執(zhí)行對(duì)當(dāng)今連續(xù)運(yùn)行環(huán)境十分重要的快速故障隔離和持續(xù)系統(tǒng)監(jiān)控功能。</p>&

82、lt;p>　　思科EEM: 思科EEM是一項(xiàng)強(qiáng)大的設(shè)備和系統(tǒng)管理技術(shù)，集成在Cisco NX-OS之中。思科EEM能夠幫助客戶充分利用思科軟件的網(wǎng)絡(luò)智能優(yōu)勢(shì)，使其能根據(jù)發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件，定制所采取的行動(dòng)。 </p><p>　　Cisco Netflow: Netflow是Cisco NX-OS中的一個(gè)組件，它支持版本5和版本9輸出，以及靈活Netflow配置模式和基于硬件的樣本Netflow，提高可擴(kuò)展性。

83、 </p><p><b>　　可管理性 </b></p><p>　　可編程XML界面：在NETCONF業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，Cisco NX-OS XML界面為設(shè)備提供一個(gè)統(tǒng)一的API，使客戶能快速開發(fā)和創(chuàng)建工具，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能。 </p><p>　　SNMP協(xié)議：Cisco NX-OS符合SNMP版本1、2和3的規(guī)定，支持廣泛的管理信息庫(kù)（M

84、IB）。 </p><p>　　配置驗(yàn)證和回退：憑借Cisco NX-OS，系統(tǒng)操作員能夠在應(yīng)用配置前，驗(yàn)證配置的一致性和所需硬件資源的可用性。因此，設(shè)備能預(yù)配置，之后再應(yīng)用經(jīng)過驗(yàn)證的配置。配置還包括檢查點(diǎn)，以使管理員能根據(jù)需要回退到以前的完善配置。 </p><p>　　基于角色的訪問控制(RBAC)：憑借RBAC，Cisco NX-OS使管理員能分配用戶角色，限制用戶對(duì)交換機(jī)的操作。管

85、理員能夠定制接入功能，僅允許必要用戶訪問網(wǎng)絡(luò)。 </p><p>　　思科數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)管理器（DCNM）：思科DCNM是一個(gè)專門用于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的管理解決方案。它大幅延長(zhǎng)整個(gè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的正常運(yùn)行時(shí)間，提高可靠性，因而能夠支持業(yè)務(wù)連續(xù)性。思科DCNM是為Cisco NX-OS產(chǎn)品系列專門設(shè)計(jì)的。</p><p>　　連接管理處理器（CMP）支持：Cisco NX-OS支持利用CMP

86、對(duì)平臺(tái)實(shí)施“熄燈式”遠(yuǎn)程管理。通過提供NX-OS控制臺(tái)帶外接入信道，CMP為運(yùn)營(yíng)提供有力支持。 </p><p>　　流量路由、轉(zhuǎn)發(fā)和管理 </p><p>　　以太網(wǎng)交換：Cisco NX-OS支持高密度、高性能的以太網(wǎng)系統(tǒng)，提供全面的數(shù)據(jù)中心級(jí)以太網(wǎng)交換特性集。該特性集包括IEEE 802.1D-2004 快速和多生成樹協(xié)議(802.1w和802.1s)、IEEE 802.1Q VLA

87、N和中繼、支持16,000名用戶的VLAN、IEEE 802.3ad鏈路匯聚、私有VLAN、跨機(jī)箱私有VLAN、主動(dòng)和標(biāo)準(zhǔn)模式UDLD，以及流量抑制(單播、組播和廣播)。生成樹協(xié)議利用生成樹環(huán)境中的ISSU、BPDU防護(hù)、環(huán)路防護(hù)、根防護(hù)、BPDU過濾器、網(wǎng)橋保證和巨型幀支持，實(shí)現(xiàn)透明升級(jí)。 </p><p>　　IP和路由：Cisco NX-OS支持廣泛的IP版本4和6 (IPv4和v6)服務(wù)及路由協(xié)議。這些協(xié)

88、議的實(shí)施完全符合最新標(biāo)準(zhǔn)的要求，提供先進(jìn)的增強(qiáng)特性和參數(shù)，如4字節(jié)ASN和增量SPF，并且無(wú)需使用率低下的傳統(tǒng)功能，其出色實(shí)施能夠提高特性速度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。所有單播協(xié)議都支持不間斷轉(zhuǎn)發(fā)平穩(wěn)重啟(NSF-GR)。所有協(xié)議都支持各種類型的接口，包括以太網(wǎng)接口、交換虛擬接口（SVI）和子接口、端口信道、隧道接口和環(huán)回接口。 </p><p>　　IP組播：Cisco NX-OS提供業(yè)界領(lǐng)先的IP組播特性集。Cisco

89、NX-OS 4.0的實(shí)施為未來(lái)開發(fā)支持組播的豐富網(wǎng)絡(luò)功能奠定基礎(chǔ)。 </p><p>　　Cisco NX-OS去除已廢棄的功能，如PIM密集模式，這是體現(xiàn)操作系統(tǒng)的前瞻性發(fā)展方向的一個(gè)實(shí)例。</p><p>　　服務(wù)質(zhì)量(QoS)：Cisco NX-OS支持多種QoS機(jī)制，包括分類、標(biāo)記、隊(duì)列、監(jiān)管和調(diào)度。所有QoS特性都支持模塊化QoS CLI (MQC)。MQC能用于在各種思科平臺(tái)上

90、提供統(tǒng)一的配置。</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)安全 </b></p><p>　　Cisco TrustSec: 作為Cisco TrustSec安全套件的一個(gè)組件， Cisco NX-OS提供出色的數(shù)據(jù)保密性和完整性，利用128位高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）支持標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.1AE鏈路層加密。鏈路層加密保證端到端數(shù)據(jù)私密性，允許按照加密路徑添加安全服務(wù)設(shè)備。

91、安全組訪問控制列表(SGACL)是網(wǎng)絡(luò)訪問控制的一個(gè)新模式，是在安全組標(biāo)記而非IP地址的基礎(chǔ)上構(gòu)建的，能夠支持更加精確的策略，且因?yàn)榫哂型負(fù)浣Y(jié)構(gòu)獨(dú)立性，使管理更加方便。 </p><p>　　其他網(wǎng)絡(luò)安全特性：除Cisco TrustSec以外，Cisco NX-OS 4.0還提供以下安全特性：</p><p>　　數(shù)據(jù)路徑入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IDS），用于協(xié)議遵從性檢查 </p>

92、<p>　　控制平面限速（CoPP）</p><p><b>　　MD5路由協(xié)議驗(yàn)證</b></p><p>　　思科集成安全特性，包括動(dòng)態(tài)ARP檢測(cè)(DAI)、DHCP電子欺騙和IP源防護(hù)</p><p>　　AAA和TACACS+ </p><p><b>　　SSH協(xié)議版本2 </b&g

93、t;</p><p><b>　　SNMPv3支持</b></p><p><b>　　端口安全</b></p><p>　　IEEE 802.1x驗(yàn)證和RADIUS支持 </p><p>　　第二層思科網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制(NAC)局域網(wǎng)端口IP </p><p>　　由命名AC