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雲計算:守得“層雲”見月明不再是奢求

目前, 雲計算的應用主要有兩種, 一種是雲計算服務商面向企業級使用者提供的外部雲服務, 另一種是大型企業在自身內部建設的內部雲。 雖然這兩種雲計算有著本質上的區別, 但是它們之間的確擁有很多共性。

資料中心複雜性帶來的瓶頸

“雲計算”的概念是把所有的服務集中在上層雲端, 如果想要實現這個目標, 就必須在上層建立起一個非常完備的資料中心, 用以承載若干的應用服務平臺。 如此一來, 這個上層雲計算資料中心必須非常的穩定, 因為一旦這個上層雲計算服務中心發生故障,

很有可能造成所有的雲計算服務發生中斷。

為了保證資料中心的穩定, 我們在進行資料中心網路建設的時候通常會在層與層之間設置兩個甚至多個交換路由節點, 一方面是提升網路的傳輸性能, 另一方面可以避免出現單點故障。 這種網路結構可以從圖1上得到更為形象地瞭解。

這種網路結構在目前階段是合理的, 也是可以實際解決問題的。 但是, 當雲計算這一概念提出之後, 這種網路結構就難以勝任了。

雲計算的瓶頸

首先是網路延時的瓶頸。 當資料中心實施雲計算的時候, 傳統的網路結構有可能使網路延時問題成為一大瓶頸。 我們來舉一個例子, 如圖1所示, 當某條資料需要從伺服器A傳送到伺服器B,

那麼這條資料必須一層一層的經過網路的各個交換路由節點, 而每通過一個交換路由節點的時候, 這條資料都必須經過一次資料包拆解、資料包解析、資料重新封包的過程, 我們可以看見, 在網路結構中, 這一過程至少要進行七次。 這種情況在目前造成的網路延時現象還不是很明顯, 因為目前的資料中心上所運行的業務服務還不是很多。 可是, 當雲計算實施起來之後, 一個資料中心可能運行著三十、四十甚至更多的業務服務, 這個時候, 如果每個資料包都要經過若干次的拆解/打包過程的話, 就很容易造成網路的堵塞, 形成網路延時。

虛擬化帶來的瓶頸

由於雲計算必須為不同的使用者提供各自的服務, 當使用者的種類增多時,

相關的服務類型也必然隨之增多, 這個時候, 為了節約計算資源, 資料中心必然要用到虛擬化技術。

虛擬化技術整合了計算資源, 但是, 它也帶來了一些問題。 舉例而言, 我們知道, 虛擬伺服器是可以在物理伺服器上動態遷移的, 這時的網路以往的網路不同, 因為虛擬伺服器會在若干個物理伺服器之間進行跳轉。 在以前的網路中, 我們可能在若干台Web伺服器上層建立了負載等化器, 可是現在, 隨著虛擬化技術的應用, 負載等化器所控制的機器有可能有時是Web伺服器, 有時是FTP伺服器, 網路容易因為虛擬化技術而變得混亂。

“層雲”概念解決雲計算瓶頸

“層雲”是由Juniper提出的一種全新的網路結構。 簡單的說,

“層雲”就是把網路中的各個交換層次打散, 在每一個計算節點之間都建立出最直接的一對一通路, 兩個交換節點之間直接連接, 並不通過第三個節點, 所有的交換節點都處在同一層面上, 不同的應用在這些交換節點中被軟體劃分出自己的路線。 顯然, “層雲”是要把所有的交換路由節點看成一個統一的超級交換中心, 整個網路就可以被簡單的劃分成為一個整合核心層, 只要有一個接入介面, 這個整合核心層就可以接入其他網路。

這樣做的好處是很明顯的, 首先它加大了整個網路的穩定性, 因為所有的節點都實現了一對一的直接連接, 所以“層雲” 實現了一個“全冗餘網路”, 這樣一來, 無論資料包是從哪裡出發, 要去到哪裡,

只需要經過兩次拆解/打包的過程, 使得網路延時大大降低。 同時, 無論虛擬機器如何在物理伺服器上遷移, 都無需顧及網路中發生了什麼變化, 因為所有的網路節點都實現了一對一的直接連接, 無論虛擬機器運行在哪台物理伺服器上, 對於這個交換中心來說沒有什麼區別。

“層雲”的缺點

可見, “層雲”是能夠解決雲計算網路瓶頸的一種全新的網路架構。 然而, 這種網路架構也有一些地方需要我們注意。

“層雲”結構目前只是一種設想, 它還沒有被研發出來。 針對“層雲”這種架構, 相關媒體設想了一些問題, 這些問題可能成為“層雲”的缺點。

設想之安全性問題

由於“層雲”把所有的交換節點一對一的連接到了一起, 那麼如果一旦某台交換機被駭客攻破或者感染了病毒,病毒會不會很快的蔓延到整個網路?駭客會不會輕易的控制整個網路?

對於這個問題,Juniper Networks資料中心業務部門執行副總裁及總經理顏維倫博士。顏博士針對這個問題是這樣解釋的:“我們提供給資料中心的管理人員說這是一個很大的交換器,你可以從任何一點到另外一點,這是其基本的能力,但是並不表示資料中心對外面的使用者也是赤裸裸地展現全部能力,上面有管理的軟體在,包括我們自己。我們Juniper會提供管理軟體,這個管理軟體會對使用者進來有某種限制,比如說從外面來的顧客,可能經過幾層的路由進來,進來了以後,你很可能馬上引導到一個防火牆的處理器,如果你通過的話,管理的軟體可以把你送到網頁伺服器上。我提供的基礎設施讓你有自由度,但是不表示上面的管理軟體讓你進來隨便闖。我標在這裡的是另外一個限制,我們一旦提供基礎設施以後,上面會提供虛擬化的軟體,讓你把這分成好幾個不同的區域。一個大型的”雲計算“提供商,可能把它提供給可口可樂,也可能提供給百事可樂,這兩家是直接競爭,但是管理軟體可以做到讓可口可樂看不到百事可樂,因為上面控制軟體的管理,他們之間完全沒有辦法交流。”

設想之“層雲”故障問題

“層雲”是一個很穩定的網路結構,因為網路中各個交換節點都實現了一對一的連接,如果某個交換機出現了故障,那麼也會有其他的通路來實現資料包在網路中的正常流通。可是,當網路裡面資料流程比較飽和的時候,一個節點壞了,相當於這個節點承擔的工作會分攤到其他的節點,這個時候其他的節點本來比較飽和了,那麼會不會出現業務的停滯?

Juniper對此的解釋是他們提供了很好的預防機制,因為如果網路一旦將要發生擁堵,他們就會將相關的流量攔截在入口處。這就好比航空交通,以往的時候,如果某地的天氣情況很差,飛機到了該地區上空不能降落,那麼飛機會在天空中盤旋,最後停在別的飛機場,但是現在,如果我們知道該地區的天氣情況很差,那麼飛往該地區的飛機就會受到飛行管制,不能起飛。這個方法被借鑒到了“層雲”中。

相關媒體對於這個問題的建議是,如果“層雲”計畫真的成為了現實,那麼最好能夠隨著這個架構一起提出一個“層雲”的故障冗餘方案,使得網路中的流量距離達不到飽和狀態,這樣可以更好的發揮“層雲”的穩定性。

總結

雖然“層雲”從理論上解決了雲計算自身的很多技術瓶頸,但是畢竟“層雲”還只是在研發過程中的一個計畫,它是否能夠成為現實我們現在還不得而知。可能有人會說:“雲計算到底能否在國內順利落地並且普及還說不好呢,我們就來考慮‘層雲’,這是不是有點太早了?”相關媒體認為,“層雲”概念的提出並不超前,因為“層雲”所解決的問題並不只是雲計算自身的問題,隨著資料中心的發展,“層雲”所要解決的問題必然會暴露出來,與其等到那個時候再去想辦法,倒不如未雨綢繆。

那麼如果一旦某台交換機被駭客攻破或者感染了病毒,病毒會不會很快的蔓延到整個網路?駭客會不會輕易的控制整個網路?

對於這個問題,Juniper Networks資料中心業務部門執行副總裁及總經理顏維倫博士。顏博士針對這個問題是這樣解釋的:“我們提供給資料中心的管理人員說這是一個很大的交換器,你可以從任何一點到另外一點,這是其基本的能力,但是並不表示資料中心對外面的使用者也是赤裸裸地展現全部能力,上面有管理的軟體在,包括我們自己。我們Juniper會提供管理軟體,這個管理軟體會對使用者進來有某種限制,比如說從外面來的顧客,可能經過幾層的路由進來,進來了以後,你很可能馬上引導到一個防火牆的處理器,如果你通過的話,管理的軟體可以把你送到網頁伺服器上。我提供的基礎設施讓你有自由度,但是不表示上面的管理軟體讓你進來隨便闖。我標在這裡的是另外一個限制,我們一旦提供基礎設施以後,上面會提供虛擬化的軟體,讓你把這分成好幾個不同的區域。一個大型的”雲計算“提供商,可能把它提供給可口可樂,也可能提供給百事可樂,這兩家是直接競爭,但是管理軟體可以做到讓可口可樂看不到百事可樂,因為上面控制軟體的管理,他們之間完全沒有辦法交流。”

設想之“層雲”故障問題

“層雲”是一個很穩定的網路結構,因為網路中各個交換節點都實現了一對一的連接,如果某個交換機出現了故障,那麼也會有其他的通路來實現資料包在網路中的正常流通。可是,當網路裡面資料流程比較飽和的時候,一個節點壞了,相當於這個節點承擔的工作會分攤到其他的節點,這個時候其他的節點本來比較飽和了,那麼會不會出現業務的停滯?

Juniper對此的解釋是他們提供了很好的預防機制,因為如果網路一旦將要發生擁堵,他們就會將相關的流量攔截在入口處。這就好比航空交通,以往的時候,如果某地的天氣情況很差,飛機到了該地區上空不能降落,那麼飛機會在天空中盤旋,最後停在別的飛機場,但是現在,如果我們知道該地區的天氣情況很差,那麼飛往該地區的飛機就會受到飛行管制,不能起飛。這個方法被借鑒到了“層雲”中。

相關媒體對於這個問題的建議是,如果“層雲”計畫真的成為了現實,那麼最好能夠隨著這個架構一起提出一個“層雲”的故障冗餘方案,使得網路中的流量距離達不到飽和狀態,這樣可以更好的發揮“層雲”的穩定性。

總結

雖然“層雲”從理論上解決了雲計算自身的很多技術瓶頸,但是畢竟“層雲”還只是在研發過程中的一個計畫,它是否能夠成為現實我們現在還不得而知。可能有人會說:“雲計算到底能否在國內順利落地並且普及還說不好呢,我們就來考慮‘層雲’,這是不是有點太早了?”相關媒體認為,“層雲”概念的提出並不超前,因為“層雲”所解決的問題並不只是雲計算自身的問題,隨著資料中心的發展,“層雲”所要解決的問題必然會暴露出來,與其等到那個時候再去想辦法,倒不如未雨綢繆。

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