数据中心的演变：抽象层、STP协议和TRILL协议

　　ZDNET至顶网网络频道 8月31日 编译：多层次的、个别分层的数据中心网络时代已经快被淘汰掉了。随着数据中心进一步实施各种抽象层技术，很多的企业都选择重新考虑如何设计他们的数据中心并迁移到扁平化的简单网络中，这种网络相比过去而言能够支持更多不同的流量模式。

　　抽象层概念

　　大家可能想知道文中所提及的短语“抽象技术”是什么意思。这些技术大都围绕着各种虚拟化技术，这些虚拟化技术在市场上能够买到。

　　服务器虚拟化

　　虚拟监视器hypervisor的崛起是第一个发展，这使我们走到了今天。数据中心今天看起来与10年前的数据中心完全不同。虽然以前的数据中心周围常常有成群的操作人员处理物理任务，例如添加新的硬件、部署新的操作系统，以及安装新的缆索系统，但是近期这些任务却不像往常那样经常发生。当然，有些企业还需要部署新的硬件，但是从一个正在进行的操作的角度来看，服务部署已经从硬件密集型任务迁移到主要的软件驱动型任务。同时，每台物理服务器执行的工作量也在不断增加，从而减少需要运行工作负载的物理服务器的数量。

　　然而,这种工作负载的抽象化也带来了在相关数据中心资源，包括存储和总体的输入输出端口的压力。

　　存储虚拟化

　　对于许多企业来说，单个服务器进行大规模存储以满足应用程序需求的时代已经不复存在。取而代之的是一个新的大规模共享存储的时代,与许多不同的串联存储层操作结合在一起来平衡工作负载和成本。为了防止存储混乱派生出了一些命令,目前我们已经可以看到抽象存储管理职责，为提高远离包括整个系统的池存储的单个数组水平和一个更高的水平而做出的努力。当企业从较高的层面上查看存储虚拟化时,它看起来就像服务器虚拟化。单个工作负载脱离底层硬件，而复杂的软件系统则决定着一个工作负载的隶属关系。

　　输入输出端口虚拟化

　　有多少人需要将大量的电缆小心翼翼地藏在你的服务器柜中?你可能已经安装缆索，目的是让你将来可以把服务器连接到许多不同的数据网络，将额外的电缆连接到存储系统——不管他们是iSCSI指令还是光纤通道-或者许多其他类型的连接。以惊人的速度迅速崛起的网络适配器和开关结构,可以处理大量的工作负载,我们看到,这些供应商的出现可以组合与之前完全不同的连接方法到单一的电缆，来操纵可以携带所有必要流量的服务器,并支持服务器需要的工作负载。之所以称之为输入输出端口虚拟化,Xsigo等公司声称,是因为他们能够减少一个复杂的数据中心环境中高达70%的必要电缆、接口卡与交换机端口的数量。

　　继续将Xsigo公司作为一个例子,他们的解决方案迁移到一个软件层面，并有支持服务器通信需要的大多数工作的需求,当管理员管理数据中心网络时允许其前所未有的时限尺度和灵活性。一个真实的案例，是在12年前所从事的系统工程中,我们不得不将六个独立的网络电缆运行到三个全架构服务器中的每个服务器，并将每个电缆连接到网络交换机端口。现在,我们可以只用一条单一的电缆、一个10 GbE连接和交换机端口实现相同的目标,并且能够切割成我们想要的10 GbE连接的任何方式，这是什么概念。

　　深远影响

　　所有的这些抽象化的技术手段,都能够提高各种新机会的效率和可用性,也显著的改变了在数据中心流量运行的方式。而通讯流量曾经是一般性的融入和流出数据中心,在数据中心的内部流量呈指数增加。尽管应用程序总是需要互相沟通，并且不同的应用程序层有时不得不进行网络聊天,但是当你开始考虑在单个主机中运行大量的工作负载,然后不断移动那些在数据中心运行的任意的工作负载时,事情就会发生变化。简单地说,工具正在变得越来越以带宽密集型的方式出现，这在十年前是无法预期到的。

　　生成树协议

　　多年来,研究机构试图通过使用生成树协议(SPT)来控制网络问题,这个协议通常都工作得很好,尽管相继也出现了很多新的协议对其构成挑战。但SPT协议一直以来还是最具优势的。

　　但是,SPT协议是基于链接阻塞而不是设法最有效地利用可用的网络资源。近来，高带宽需要在数据中心的内部应用,然而这样的方法需要解决关键的网络问题,可能会导致出现低于最优的性能，甚至可能会以提高成本为代价来满足流量的增长。

　　生成树挡住一个端口

　　透明交换(TRILL)

　　如果不是出于对循环阻塞链接的担心,我们可以不断地利用任何可以支配的网络路径。 通过这种方式,就不会仅仅是因为一个循环而降低完美的网络路径利用率了。

　　这是一个新兴的被称为TRILL的技术-透明交换-开始发挥作用。简单地说, TRILL会使你在所有时候都无所顾忌的使用所有的网络路径。它实际上不需要生成树的环境。

　　通过使用TRIL技术,所有的路径组成一个大的网络,在这个网络中所有路径都是有效的。通过使所有路径都能够保持随时可用,数据中心可以更好地支持高带宽、低延迟的工作负载。

　　TRIL使所有连接均可使用

　　辩论随之而来

　　正如我们所能想象的,扔掉一个多年来使用良好的技术，并不适用于所有人。在网络中关于这个问题的争议是，是否需要对数据中心做出突发流量模式的调整。

　　生成树协议的支持者们表示,该协议已经存在了很长时间,公司在使用新的协议之前需要小心谨慎。协议可以生成也可以取消,但是一个协议从早期的局域网跨越到今天的10 GbE的网络是很罕见的。

　　辩论的另一方是那些觉得每个协议都有其存在的价值，而且生成树总会消失从而赞成更灵活和更有效的协议。还有一类用户提倡一个两种协议的组合,来替换TRILL的核心网络，且基于网格核心并加入较小的STP网域以减少停机的影响。

　　减少网络层级

　　最后,让我们来谈谈需要的三个网络层。从传统上看,在头脑中我们已经知道了网络设计的三层:

• 核心层
• 分布层
• 访问层

　　这三层与性能、安全性和可伸缩性设计在一起。此外,它允许部署的网络技术,这种技术可能没有将多个层结合为一个单元的功能。在一个双层网络中，分布层被取消,它的服务被累积成核心或分解成访问层。使用可以超过并保持与供应商销售设备一致的现代化设备,可以处理这些新聚集层,这是一个最常见的做法。两层网络更容易保持冗余度而且与三层相比，也具备同样地伸缩性能。

　　总结

　　随着时代的变迁，今天的数据中心正在不断的做出调整以适应所面临的新挑战。所以，作为数据中心的管理者就要针对不断变化的流量和运行模式的不断调整来考虑数据中心的整体架构。