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数据中心传统网络向网络新技术演进的挑战

时间:2023-03-18 12:45:13 科技观察

过去几年,数据中心领域发生了翻天覆地的变化。它在建设规模、知名度、新技术、国家政策等诸多方面都取得了长足的进步,当然也包括网络部分。网络是数据中心的生命线,没有网络,数据中心无从谈起。但网络也是数据中心最复杂、最保守的部分。以太网协议在数据网络领域统治了几十年,没有替代品。然而,随着云计算、大数据、人工智能等技术的出现,网络部分已经成为数据中心发展的绊脚石。旧有的网络协议和设备根本无法承载新业务上线,也无法提供海量接入为了给用户提供更好的体验,在这种危机形势下,网络不得不开始打通,走向新的网络世界。但是,这个演化过程非常复杂,需要考虑的因素很多。既要满足新业务部署的需要,又要尽可能保护原有网络投资。这给数据中心带来了很多问题。怎么破?从1969年ARPANET运行算起,传统网络已经发展了半个世纪。传统网络从一开始就是一个分布式网络,没有中央控制节点,网络中的每台设备通过口口相传获知网络的可达性信息,由每台设备决定如何转发。RFC是网络世界的法律,相当于国际法。所有设备供应商的行为都遵守国际法,这基本保证了整个网络世界的正常运行。为了适应各种需求场景,传统网络协议的开发越来越复杂。RFC已更新到8,000多篇文章。要想成为网络技术专家,需要经过多年的学习和经验积累,这极大地阻碍了网络技术的发展。而且,新的协议基本上是在原有协议的基础上进行扩展,这极大地限制了设备提供商的想象力。新网络技术是指基于软件定义的新一代网络技术。新网络在网络中设计了控制器,负责收集全网拓扑、流量等信息,计算流量转发路径,通过Openflow协议转发流量。将发布的条目发送给交换机,交换机根据表条目进行转发动作,将人们从繁琐枯燥的运维工作中解放出来,同时提高了网络转发效率。可见,新网络对于传统网络来说是翻天覆地的变化,很多人都把软件定义网络看作是对数据中心网络的一场革命。新秩序取代旧秩序,新网络取代传统网络,是一个漫长而艰难的过程。新网络不得不面对各种技术问题。众所周知,网络新技术最大的特点就是网络控制权集中,由运行控制器的服务器进行网络服务的部署和运维。数据中心很难改变这个观念。这就像无人驾驶汽车技术。无人驾驶汽车已经提出多年,但一直没有被大众所接受。有怀疑,更多的是担心,担心安全问题。数据中心网络也是如此。在传统网络中,运维人员一条一条地敲出指令。每一次服务部署或变更都像打一场仗。不好。众所周知,80%的数据中心网络故障都是人为失误造成的。人们认为他们可以很好地处理它,但实际上他们经常犯错误。控制器执行的指令都是人事先设定好的。只要设置没有错误,控制器就会按照设置执行,同时也会根据输入的设置进行自学习,以应对一些稍微复杂的情况。控制器学习比人类客观得多。学习是建立在海量数据的基础上,可以得到合适的解决方案。因此,您必须放心,网络将由控制器管理。新的网络技术并不是对传统网络的完全否定。全世界已经建成的近百万个数据中心是不可能推倒重建的。新网络需要保护原有网络投资,由传统网络向新网络缓慢演进,因此新网络技术必须向前兼容。我们知道,在新的网络技术中,VXLAN占有很大的比重。这是新网络中Overlay网络的基本元素。为了保护原有网络投资,新网络实际上是在原有的物理网络中(我们通常称之为Underlay网络)。然后搭建一套虚拟网络(我们通常称之为Overlay网络),VXLAN协议是Overlay网络中的流量规则,所有的网络流量都必须按照VXLAN协议的规则进行传输。并不是所有的网络设备都支持VXLAN,需要做好两种协议之间的衔接。比如传统网络中的STP、VRRP、OSPF等经典协议,这些协议必须在underlay和overlay网络中自由转发,完成相应的计算,而这些协议对于VXLAN协议来说和普通流量没有区别,并且不会根据STP协议,来判断网络是否存在环路,也不会根据VRRP协议来检查网络VRRP是否有master或者backup。因此,在新旧协议并存的网络中,需要根据两种协议的特点,做好设计和应用,避免合作出现问题。在新网络中,控制器通过Openflow向所有网络设备发送转发流表,完成流量转发。这就要求所有的网络设备都支持Openflow这种新的网络控制协议。但是,Openflow从1.0版本到1.3版本有了很大的变化。由于基于不同版本设计的交换机难以相互兼容,OpenFlow目前还不具备形成商用标准的稳定性。此外,OpenFlow控制器的选举机制和控制器之间的东西向协议也没有充分考虑。在OpenFlow1.3版本之后,由于定义了多级流表机制,控制器需要知道交换机支持的流表形式。要兼容多厂商设备,实现复杂度会显着增加。就Openflow的发展水平而言,还不具备广泛部署的条件,仍需不断完善。目前只有少数技术实力雄厚的大型数据中心尝试过。它给数据中心带来了什么变化,可能更为重要。他们大多想炒作噱头,证明自己的技术实力,以吸引更多的用户。传统数据中心网络向新网络技术演进将面临诸多困难。在这样一个演进过程中,必然会有很多技术人员失业,很多设备制造商会走向没落,但这个过程仍然是不可逆转的。大量新的业务需求迫使数据中心考虑部署新网络。只有新的网络技术才能解决数据中心未来发展中遇到的问题,所以无论多么困难,越来越多的数据中心还是要加入到对传统网络的改造和挑战中来!