从首届数字世界杯到响应式云数据中心

2014年巴西世界杯已经落下了帷幕。值得注意的是，此次世界杯吸引了大量来自世界各地球迷的关注，其中美国球迷人数呈现了爆发性的增长，欧洲、亚洲以及美洲其他地区的球迷人数也取得了大幅度的增长，观赛总人数更是创下了新的记录。亿万球迷通过应用程序进行下注、观看比赛直播或者关注赛事新闻，并通过社交网络与朋友们分享相关内容。实际上，有近三分之一（30%）的人群通过智能手机、平板电脑或者智能电视，收看赛事活动。

本届世界杯采用了包括阿迪达斯智能足球在内的大量高科技产品，因此被誉为史上最具科技成分的一届世界杯。作为科技从业人员的我们对此印象十分深刻。阿迪达斯智能足球装有内置感应器，能够对足球承受的撞击力进行监测、追踪飞行轨迹并确定罚球和角球的落点。该款智能足球还可以通过蓝牙与阿迪达斯推出的miCoach应用进行同步，帮助球员在训练期间，学习和掌握各种触球和控球技术。

本届世界杯不过是反映世界高科技前瞻方向的一个缩影，移动性需求的不断提升，让人们需要实时在线的连通性，以确保通过各种媒体随时随地对信息和内容进行获取和分享。

信息服务和基础设施提供商需要创建能够有效覆盖其服务领域并为他们提供灵活性的高可用性数据中心基础架构，以确保他们能够在数据中心的任何地方运行其服务应用。

因此，他们通常会在虚拟数据中心的基础上创建云基础架构，横跨多个分布式物理数据中心，对全球的数据资源进行集中和最大化。由于虚拟数据中心的引入，在物理数据中心内部和不同的物理数据中心之间进行工作负载的转移能力，已经成为数据中心架构设计的关键所在。这样做的好处是显而易见的。工作负载的移动性能够帮助应用程序进行灵活的部署，以提高其可用性、避免发生故障、加快故障修复速度并实现服务器资源分配的最优化。

现有的数据中心技术在实现工作负载移动化方面，已经变得十分复杂而混乱。通常情况下，需要做大量的规划和协调工作，不过仍然无法避免应用程序宕机情况的出现。摆在我们面前的挑战之一，便是如何创建数据中心网络。这在严格意义上仍然是一个物理上的问题，需要我们进行手动配置。

软件定义网络(SDN)技术实现了网络虚拟化、自动化和成功编排，有望确保网络以更加灵活的方式，对各种动态变化做出响应。不过，并不是所有的软件定义网络解决方案都能够胜任这一任务。不同的软件定义网络控制器，在物理数据中心向虚拟网络进行扩展升级的能力方面，相差十分悬殊。

让我们看一下其他扩展升级的例子。随着企业规模的成长，它们会设立分支机构，通过业务经理和员工在微观层面上处理日常的琐碎事务，实现高层管理人员对整个组织机构的宏观控制并对整个组织机构的发展方向进行战略性的思考。与此类似的是，如果我们来观察世界上规模最大的单体网络——因特网的话，就不难发现，接近终端用户的网络边缘设备与接近互联网核心或骨干网的设备之间，一直就存在着很大的不同。一般来说，边缘设备将主机和应用连接至网络，而且拥有丰富的功能；而核心设备通过连接路由器并创建网络实现数据包快速、高效的传输。而这在很大程度上取决于其使用的网络协议：用于数据包高效传输的MPLS协议，以及用户路由通告的BGP协议。

既然这些网络协议在广域网向互联网的扩展升级方面所起到的效果如此显著，为何不使用这些网络协议或者其他类似的协议，来对软件定义网络进行升级呢？实际上，这也正是Contrail系统（目前已被瞻博网络收购）创始人Pedro Marques向IETF（互联网工程任务组）提交的互联网草案。该草案建议将BGP IP VPN模型推广至主机覆盖网络，用作信号协议，与XMPP接口一起，在终端式的软件概念与网络设备式的软件概念之间，架设一道桥梁。采用现有的扩展升级标准的另外一个优势在于，物理网络已经能够对此类协议进行读取，而且此类标准能够实现虚拟网络与物理网络——例如因特网和VPN（虚拟私人网络）网络——的无缝融合。

正所谓英雄所见略同，来自加州大学伯克利分校的Scott Shenker教授被公认为是软件定义网络领域重要的意见领袖，他认为，MPLS网络协议“是一个很好的选择”。他在斯坦福大学一场名为《处在十字路口的软件定义网络》的演讲中公开表示，软件定义网络应当采用MPLS网络协议，在完整的数据包头中加入边缘路由器并为数据包植入标签。而核心路由器则仅根据该标签进行切换。这就为我们开创了清晰的网络模块，帮助我们对网络进行扩展升级。

瞻博网络Contrail系统是从零开始进行设计的。其设计初衷旨在对横跨多地的分布式数据中心的虚拟网络安全扩展和策略进行简化。而这正是确保真正实现工作负载迁移的关键功能。除了遵循上述我们论及的协议标准之外，Contrail Controller软件也支持横向扩展式架构，其配置、控制以及模型分析，均可以在单个或多个节点上进行。Contrail Controller在物理上的分布式属性是其突出的特点。由于每一个节点都有多个实例，因此这一采用双主机模式（与主备模式相反）的系统可以通过持续运转来避免了因节点故障引起的停机。如果一个节点出现过载的情况，那么该节点的实例便会实例化。随后，该工作负载便会自动进行重新分配。此举避免了任何一个节点成为网络瓶颈的风险，同时确保系统能够对大规模的系统——数以万计的服务器——进行管理。

不过，尽管Contrail Controller是作为多节点集群进行部署的，但是Contrail Controller在逻辑上同样也是是集中式的，也是作为一个单独的逻辑单元进行运转的。这将大幅度简化数据中心网络的管理。