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云数据中心网络架构设计 　　摘要：云计算和虚拟化技术的发展，促进了数据中心的变革，从提供主机托管、机位、带宽出租等传统业务到云主机、云存储、云资源的出租，云数据中心需要为用户提供更加灵活高效的服务，因此也对数据中心的网络架构提出了更高要求。通过采用100G以太网技术、网络虚拟化技术等实现云数据中心的网络扁平化，减少网络节点，可提高网络可靠性和可扩展性，为用户提供更加流畅的信息服务。 　　关键词：云计算；数据中心；网络虚拟化 　　DOIDOI：10.11907/rjdk.162324 　　中图分类号：TP393 　　文献标识码：A文章编号2016）010018003 　　0引言 　　随着虚拟技术的成熟和云计算业务的发展，人类社会已跨入云时代，数据中心的建设也迎来了新挑战。与传统的主机托管、机位出租等相比，云计算时代的数据中心通过将大量的计算、存储、网络等资源虚拟成资源池，根据需求动态配置高度虚拟化的资源，为用户提供快速灵活且平滑扩展的服务，从而将应用、数据和IT资源以服务租赁的方式提供给客户，实现跨硬件的资源动态调度。在资源充分利用的同时，也对数据中心的网络提出了更高要求。 　　1数据中心发展 　　数据中心起源于上世纪60年代，作为整合各种基础设施和信息设备（包括互联网接入带宽、局域网络、机房环境和服务器等），通过专业化管理和运营，为用户开展互联网业务提供场地、环境和各类资源的服务平台，发展至今，已先后经历了计算中心、信息中心和服务中心3个发展阶段[1]。第一阶段的数据中心立足于基础环境建设和设施搭建，以主机托管、带宽、空间出租等资源出租业务为主，国内基础电信运营商保有的绝大部分数据中心都是这种模式；第二阶段的数据中心在基础设施基础上，以物理主机资源出租为核心，发展各类IT基础资源业务，要求数据中心机房及用户规模化、业务发展及品牌推广专业化，运营管理自动化、标准化和规范化。CDN、内容下载加速、安全等增值服务占比增加。该阶段以专业化运作数据中心的世纪互联公司为代表；发展至第三阶段，数据中心则以用户为中心，以服务为导向，以云计算技术为核心，在高性能基础架构上提供各类随需分配的资源，服务具备高可用性和高可靠性，同时在建设上重视绿色环保，提高机房能效比，降低运营成本。现阶段国内数据中心的建设及服务已十分普遍。三大基础电信运营商加快布局超大规模的云数据中心，如中国联通在廊坊、呼和浩特等10个核心节点建设专用的云数据中心，并成立了专业经营沃云业务的云数据公司；腾讯公司将在重庆建设可容纳10万台服务器的云数据中心；阿里云已面向用户提供云服务，其数据中心建设已迈出国门，走向海外。 　　2云数据中心网络关键技术 　　数据中心的变革升级离不开网络技术的快速发展。云数据中心的发展模式通常先从IaaS入手，然后再结合特定用户群开展SaaS服务。结合某省电信运营商2014年云数据中心的建设，其在网络建设时重点考虑以下关键技术： 　　（1）40G/100G光纤以太网技术。随着数据业务激增，整个通信网络的承载压力也不断增大，因此运营商开启了通信网络骨干节点设备的升级换代。截至2014年年中，某运营商骨干网络节点已全部升级为40G/100G网络平台。而对于直连骨干网的云数据中心，对于带宽的需求更加强烈，尤其是其承载越来越多的视频监控、视频点播、视频资源的CDN节点、网络游戏及高性能计算等高带宽应用，都需要万兆以太网接口，10G网络核心层设备已远远达不到云数据中心的要求。因此，核心层设备应用40G/100G光网技术是必然结果。40G/100G网络技术不仅意味着端口和带宽速率的大幅提升，还提供了对IPv6、信息安全更好的支持，更重要的是提供了更加高效的网络架构。 　　（2）网络虚拟化技术。传统数据中心的网络架构一般采用接入层、汇聚层和核心层三层架构模式，每层设备相互独立，实现各自的功能，设备管理也相对独立。网络虚拟化技术可以将同层独立的物理设备虚拟为一个逻辑设备，不仅实现控制平面的“多虚一”，更方便了大量网络设备的维护管理。目前应用最广泛的控制平面“多虚一”技术包括思科的虚拟交换系统VSS（Virtual Switching System）、华为的集群交换机系统CSS（Cluster Switch System）和H3C的智能弹性架构IRF（Intelligent Resilient Framework）。在数据转发平面的虚拟化实现上，IETF推出了多链接透明互联TRILL（TRansparent Interconnect of Lots of Links）和最短路径桥接SPB（Shortest Path Bridging）两个新协议，用二层ISIS作为控制协议在所有设备上进行拓扑路径计算，转发时对原始报文进