隨著云計算、大數(shù)據(jù)等新的應用技術出現(xiàn)后,網(wǎng)絡部分成為了瓶頸,有著很大的局限性,為了迎合這些新的應用,網(wǎng)絡技術需要做出改變,數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡必須變得更加敏捷、動態(tài)和自動化。這種新的網(wǎng)絡被稱作新IP技術,它描述了一個高度虛擬化的IP網(wǎng)絡,使用軟件定義網(wǎng)絡和網(wǎng)絡功能虛擬化構(gòu)建高度虛擬化的IP網(wǎng)絡,集虛擬化和軟件網(wǎng)絡服務于一身,運行在商用硬件上。
新IP可以讓數(shù)據(jù)中心降低總成本,創(chuàng)建新的服務,還可以提供新的方法運用網(wǎng)絡賺錢,是網(wǎng)絡技術世界里的第二次變革。新IP技術共有四層:物理底層、網(wǎng)絡服務、控制服務和編排。通過這四個層級實現(xiàn)網(wǎng)絡虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡,下面就來詳細說一說什么是新IP的四層網(wǎng)絡技術。
物理底層
新IP技術依然是一種基于硬件的技術,脫離不了物理底層,所有的虛擬軟件仍需運行在物理設備上。以往網(wǎng)絡巨頭都是傳統(tǒng)的硬件廠商,而隨著新IP技術的出現(xiàn),軟件的地位獲得提升,但軟件作用再大,也脫離不了硬件,需要硬件為基礎。有不少專家學者也在討論未來的網(wǎng)絡是否不需要硬件了,顯然不是,沒有硬件,一切的軟件網(wǎng)絡技術都是空談。可以確認的是硬件方面也需要發(fā)展。
硬件本身必須要支持自動化,并能夠在控制服務或編排層響應各種自動化工具。只不過網(wǎng)絡硬件部分的利潤會被軟件搶走,所以很多的網(wǎng)絡廠商才更加強調(diào)軟件的作用,通過銷售軟件網(wǎng)絡技術可以獲得更高的利潤,但硬件底層部分依然是新IP中的重要組成部分,不可以被替代。
網(wǎng)絡服務
網(wǎng)絡服務指的是網(wǎng)絡功能虛擬化NFV,NFV是由服務提供商推動,以加快引進其網(wǎng)絡上的新服務。NFV徹底改變了網(wǎng)絡服務配置和部署方式,需要運行在行業(yè)標準的X86硬件平臺上,NFV的目標是整合網(wǎng)絡設備類型為標準服務器、交換機和存儲,以便利用更簡單的開放網(wǎng)絡元素。
NFV大大縮短了網(wǎng)絡部署的時間,網(wǎng)絡路由配置、防火墻以及負載均衡等網(wǎng)絡服務能夠像虛擬化應用程序一樣運行和配置,推出應用以及關聯(lián)的網(wǎng)絡服務幾乎可以瞬間完成。數(shù)據(jù)中心用戶不再需要關注底層網(wǎng)絡的技術如何實現(xiàn),只要提供需求,網(wǎng)絡部分就可以根據(jù)需求來自動化部署。
控制服務
控制層是整個新IP的核心,是新IP網(wǎng)絡的“大腦”,也就是我們常說的軟件定義網(wǎng)絡SDN技術。SDN技術大家都不陌生,誕生于校園網(wǎng)絡,研究人員希望能夠測試應用程序,且無需在每個網(wǎng)絡設備上手動更新軟件,于是他們通過分離控制、轉(zhuǎn)發(fā)功能、集中控制等技術,使用良好定義接口開發(fā)了一個“可編程”的網(wǎng)絡,這種概念后來被擴展到服務器虛擬化已經(jīng)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)中心里,逐漸形成了完善的SDN技術。
SDN真正的創(chuàng)新之處在于能夠立式應用界面讓大量SDN應用與SDN控制器進行通信,從而決定網(wǎng)絡應如何反應。SDN也改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術封閉的狀態(tài),學習Linux的發(fā)展模式,整個SDN技術都是開源的,有OpenDaylight這樣的開源社區(qū),共享SDN技術的最新發(fā)展,SDN技術目的也是要消除網(wǎng)絡硬件的差異,形成統(tǒng)一的硬件接口標準。SDN給網(wǎng)絡設計規(guī)劃與管理提供了極大的靈活性,我們可以選擇集中式或是分布式的控制,對微量流(如校園網(wǎng)的流)或是聚合流(如主干網(wǎng)的流)進行轉(zhuǎn)發(fā)時的流表項匹配,可以選擇虛擬實現(xiàn)或是物理實現(xiàn),為網(wǎng)絡設計和部署提供了極大的靈活性和便利。
編排
SDN主要實現(xiàn)了控制器的部分,而真正實現(xiàn)控制器和硬件之間的互通,編排最為重要,它制定了兩者之間的互通標準,通過共同的語言實現(xiàn)兩者之間的互動,最常見的就是OpenStack、CloudStack這樣的開源軟件技術,這些軟件實現(xiàn)了控制器和硬件之間的互通,可以將控制器的指令轉(zhuǎn)換為硬件懂的語言下發(fā)到硬件。這個實現(xiàn)有個前提,就是硬件部分要懂得控制器下發(fā)的指令,否則兩者之間就無法形成聯(lián)動。正是因為這樣的原因,需要網(wǎng)絡硬件部分形成統(tǒng)一標準,打破各個廠商之間的硬件壁壘。
編排技術并不是復雜,會指定一些互聯(lián)互通的規(guī)則,就像是新定義了一種協(xié)議報文類型,不過需要的就是硬件方面的支持。Openflow是目前編排技術的典型代表,獲得了廣泛認可,在2008年就成立了關于Openflow的論壇,討論網(wǎng)絡革新,對未來互聯(lián)網(wǎng)進行設計,為了防止網(wǎng)絡制造商的利益沖突,這個論壇還禁止加入者為任何網(wǎng)絡設備制造商工作,不過這也是Openflow依然沒有得到太普遍應用的原因,因為沒有獲得網(wǎng)絡設備制造商的廣泛支持。
當然網(wǎng)絡設備制造商也愿意推動編排技術的發(fā)展,但是更愿意推動自己的編排技術,實際上各大有實力的網(wǎng)絡廠商都在推自己的Openflow技術,而這種技術可以保證與自己的設備互聯(lián)互通,但無法支持別的網(wǎng)絡設備,雖然都叫Openflow,但實現(xiàn)細節(jié)上都有差別,如果按照這樣的技術發(fā)展下去,網(wǎng)絡就又回到了原來的封閉狀態(tài),涌現(xiàn)出很多私有技術,不便于網(wǎng)絡的互聯(lián)互通。
總結(jié)
不管怎樣,網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型勢在必行,新IP技術不僅為網(wǎng)絡廠商,也為部署它的數(shù)據(jù)中心創(chuàng)造了新的機會。新IP技術與傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡技術有很大的不同,網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的大幕已經(jīng)拉開,新IP技術必將獲得更多的支持,在未來的數(shù)據(jù)中心建設中發(fā)揮更大的作用,新IP技術引領了網(wǎng)絡技術世界里的第二次變革,讓我們努力學習這種技術,以免在未來的技術競爭中掉隊。
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