注意！不要让你的数据中心“缺钙”

　　ZDNET至顶网 11月19日 评论（文/赵效民）： “钙”对于在日常生活中注重健康保健的人来说，它的重要性不言而喻。尤其是近几年，缺钙的负面影响与表现也越来越广为人知。因此当越来越多的人衣食无忧之后，也就开始注重“补钙”了。

　　简单来说，钙除了是骨骼发育的基本原料，直接影响身高外，还在体内具有其他重要的生理功能。这些功能对维护机体的健康，保证正常生长发育的顺利进行具有重要作用。在人类身体中，钙大多分布在骨骼和牙齿中，约占总量的99%，其余1%分布在血液、细胞间液及软组织中。而为什么钙对身体如此重要?因为它是很多身体组织运作的根基，在缺钙的情况下，人类在神经系统、运动系统、五宫系统等方面都会出现问题，较为常见并且影响重大的现象与疾病包括：帕金森症(俗称痴呆)、歇斯底里症(俗称发疯)、肌肉痉挛(俗称抽筋)、白内障、老花眼等等，因此可以说缺钙与补钙是贯穿人类由生到死一生的话题。与之类似的，一个数据中心的建设，也同样不能“缺钙”!

　　如果我们把数据中心的组成当作是一个人体的话，我认为“缺钙”所直接影响的就是网络，即相当于人体中的骨骼与神经，它决定了机体的健壮性与运转的流畅与否。

　　作为企业IT运作的承载平台，数据中心本身的重要性已经无需证明。而每个数据中心就像每个企业的核心员工一样，肩负着关键的使命。我认为数据中心的IT基础设施——服务器、存储就相当于人的基本关键性组织——大脑，它负责信息的获取、感知、处理与应变，服务器与存储相当于人类的大脑，服务器负责对感知的信息进行处理，存储负责保存那些需要记忆的数据。而供电、制冷、UPS等基础设备相当于五脏六腑，提供身体运作的基本能量。当我们为这个数据中心部署相应的应用(相当于为某人脑传输某种工作技能)时，这个数据中心就将为我们提供相应的服务。云计算的理念，则是让这些器官达成更好的默契，实现更好的资源共享，最终形成更为协调的运作机制。

　　但是，谁负责传递这些信息，并有效的衔接各功能组件(肢体)呢?显然就是网络，它就相当于人类的骨骼与神经，连接体内的一切，负责信息的传输、中转、调控。所以，当我们要构建一个数据中心时，大脑必须要有，五脏六腑也须一应俱全，但核心的骨干则是先天的必然，并且要随时注意它是否“缺钙”——即我们是否在理念与投资上，对它予以了足够的重视，以让我们数据中心的“骨骼”与“神经”始终保持出众的工作状态?

　　事实上，按照传统的企业IT模型，数据中心的网络建设是相对简单的，只需按部就班的以树型架构将各IT基础设施一级一级的连接起来即可。网络交换的架构基本固定，带宽的需求与分配也很容易掌握，所以长期以来，数据中心里网络建设的重视程度无不如对服务器与存储。然而，当企业IT的发展越来越向融合迈进，讲究数据中心甚至是跨数据中心的资源共享，以合成“云“的运作与服务模式之后，情况就有了改变。

　　较传统模式最先改变的就是服务器，这其中虚拟化的应用首当其冲。虚拟化让一台服务器虚拟为多个服务器实例，每个实例具备完整的服务器的虚拟配置，包括处理器、内存、存储以及网络，并且相互独立(逻辑隔离)，但是对外的统一的网络I/O互联仍然集成于宿主物理服务器。由于物理设备本身的固化特性，它不可能像虚拟设备那样灵活的变多或变少自己，这就需要相应的物理设备作出相应的，让虚拟机“自以为是”的改变，比如处理器的虚拟化技术(英特尔的VT-x、VT-i、AMD的AMD-V)、I/O平台的虚拟化技术(如英特尔的VT-d、AMD的IOMMU)、以太网卡的虚拟化技术(如英特尔的VT-c)等等，本质上都是上虚拟机认为自己是独享一个硬件环境，可以与它们直接打交道，避免了Hypervisor的中转与系统开销，从而提高了虚拟机的运作效能。

　　在此之后，虚拟化的特性让技术人员看到了跨越物理平台的区隔，进行资源调度与分配的可能性。比如非常实用的虚拟机动态迁移(Live Migration)功能，可以将虚拟机根据工作负载、运营维护、安全级别等需求，在不停机的状态下迁移至其他的物理服务器上，从而为机架级、数据中心级与全球级的资源调度提供了方便。目前，虚拟机迁移已经成为新时代虚拟化IT环境中最重要也是最常见的一种必备功能，也是未来云计算基础架构的核心基础之一。与之相呼应，虚拟机所对应的数据迁移、存储路径切换与共享也成为了存储系统所必须具备的能力。

　　那么对于网络呢，显而易见，如此虚拟化的资源部署形式、对物理主机总带宽的需求动态响应(如果每个虚拟机的网络带宽要求固定，那么一台宿主机上的虚拟机的多少也就对总带宽提出了新的需求)、动态的资源调配、相应的网络配置与逻辑(原来对于一个物理机有一个网络的配置与安全策略，但现在要为每个虚拟机都有一个相应的配置与策略)的跨区域转移等等带来了严峻的挑战。就此，我们可以清晰看出，突破传统STP网络架构的高带宽弹性交换互联(虚拟机迁移与沟通)，和与之相对应的功能逻辑的动态调配能力(包括路径、策略、规划与智能感知)，将成为新一代数据中心网络建设的重中之重，而它也将是未来数据中心构建与发展所必需的“钙”。

　　想想看，如果骨骼与神经网络因缺钙不能负担这种动态的、突变的需求，那会是怎样的情景?抽筋、感知缓慢、乃至痴呆、半身不遂均有可能发生，如此这样的一个企业，先不说发展，就是在商场的竞争中保住自己的地位，恐怕都是难事。

　　因此，当我们越来越了解云的模式与理念带动下的新一代企业IT的先进性，当我们越来越想运用这种云的模式来打造自己的IT，将资源最大限度的虚拟化、池化并能自动化的调度以应对企业业务应用的弹性需求之时，就更应该看看我们传统的僵化的网络体系架构如何面向这种需求，如何才能让网络不会成为新IT环境下的“抽筋”的根源，所以在构建面向未来业务需求与IT形态的数据中心的时候， 对网络是否“缺钙”的重视是必须的。

　　简单来说，在面向未来IT动态需求打造或改进数据中心的过程中，要首先明确一个原则，那就是要保证核心交换网络拥有足够的带宽与弹性，即性能与可升级/扩展性，前者将可应对现有的虚拟机动态需求环境，比如一台主机的应用负载能力(处理器、内存的余量)可以支持更多的虚拟机，但虚拟机的聚合网络带宽如果不能有效满足，也只能忍痛割爱，占用另一台网络带宽资源相对宽松的主机，这等于变向提高了物理成本。所以，要根据应用的需求划分好一个资源池，池中的主机都具备了高带宽聚合能力，与之对应的则是高带宽的交换网络，以消除可能的网络瓶颈，同时还要具备良好的弹性。因为可以预计，随着处理器性能的不断提升，以后每机架的虚拟机负载能力将会不断提高，所以单位机架空间内的交换网络带宽也要保证足够的可升级与可扩展性，比如现在部署的服务器的网口主流是10G，但作为核心交换网络，要考虑到未来100G的可扩展和可升级性，才能保证网络架构长期的性能与弹性供给。

　　其次，要保证核心交换网络有优秀的“云就绪“的可管理与相应配置功能。这种可管理与配置能力不仅仅是对网络设备本身物理端口参数、映射与策略的管理，而更在于高级的逻辑功能，如设备级的虚拟化(VS)、虚拟聚合(CSS)、逻辑隔离、路径调换、与实时跟踪与迁移响应能力，以应对处理层(服务器)的变更与动态调配，而这些能力是与一些领先的、前瞻性的技术与协议分不开的(如TRILL、SDN等等)。

　　最后，新一代网络骨架还要有外围的动态感知能力，就像人体的神经一样，可以在身体的“边缘”感知人体的动作与周边的环境，以做出相关的调整与反应。因为网络不仅仅负责连接服务器与存储，还负责数据中心对外的互联，不同的互联设备对于网络的需求有着不同的侧重与功能辅助。这一点也很像人类对外界的感知响应，很多人都喜欢《谍影重重》中的“杰森-伯恩”，反应迅速、判断准确而果断，在很大程度上这是因为它体内的网络很敏锐，随时可以帮助上层感知环境的变化与即时的需求。如果他是一个痴呆患者，也就不是我心目中的那个比007还牛的特工了。

　　归根结底，网络的架构与功能，需要数据中心构建者不遗余力的认真对待，以保证其不“缺钙”，从而拥有足够健壮的体魄与敏锐、智慧的特质。说得通俗点，要像对待你孩子成长那样，在设计初期(幼儿)就要注意“补钙”，从而在才能在其真正运作之时(成年)，可以面对严峻的考验。否则，一个“缺钙”数据中心的规划与建设，将会面临众多的“抽筋”与“痴呆”的风险，即使你的大脑(服务器与存储)再优秀也将于事无补……