守著“層云”看明月——云計(jì)算瓶頸終獲突破

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目前，云計(jì)算的應(yīng)用主要有兩種，一種是云計(jì)算服務(wù)商面向企業(yè)級(jí)用戶提供的外部云服務(wù)，另一種是大型企業(yè)在自身內(nèi)部建設(shè)的內(nèi)部云。雖然這兩種云計(jì)算有著本質(zhì)上的區(qū)別，但是它們之間的確擁有很多共性。

　　數(shù)據(jù)中心復(fù)雜性帶來(lái)的瓶頸

　　“云計(jì)算”的概念是把所有的服務(wù)集中在上層云端，如果想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就必須在上層建立起一個(gè)非常完備的數(shù)據(jù)中心，用以承載若干的應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)。如此一來(lái)，這個(gè)上層云計(jì)算數(shù)據(jù)中心必須非常的穩(wěn)定，因?yàn)橐坏┻@個(gè)上層云計(jì)算服務(wù)中心發(fā)生故障，很有可能造成所有的云計(jì)算服務(wù)發(fā)生中斷。

　　為了保證數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定，我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的時(shí)候通常會(huì)在層與層之間設(shè)置兩個(gè)甚至多個(gè)交換路由節(jié)點(diǎn)，一方面是提升網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，另一方面可以避免出現(xiàn)單點(diǎn)故障。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以從圖1上得到更為形象地了解。

　　這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在目前階段是合理的，也是可以實(shí)際解決問(wèn)題的。但是，當(dāng)云計(jì)算這一概念提出之后，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就難以勝任了。

首先是網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的瓶頸。當(dāng)數(shù)據(jù)中心實(shí)施云計(jì)算的時(shí)候，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有可能使網(wǎng)絡(luò)延時(shí)問(wèn)題成為一大瓶頸。我們來(lái)舉一個(gè)例子，如圖1所示，當(dāng)某條數(shù)據(jù)需要從服務(wù)器A傳送到服務(wù)器B，那么這條數(shù)據(jù)必須一層一層的經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)交換路由節(jié)點(diǎn)，而每通過(guò)一個(gè)交換路由節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，這條數(shù)據(jù)都必須經(jīng)過(guò)一次數(shù)據(jù)包拆解、數(shù)據(jù)包解析、數(shù)據(jù)重新打包的過(guò)程，我們可以看見(jiàn)，在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，這一過(guò)程至少要進(jìn)行七次。這種情況在目前造成的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)現(xiàn)象還不是很明顯，因?yàn)槟壳暗臄?shù)據(jù)中心上所運(yùn)行的業(yè)務(wù)服務(wù)還不是很多?？墒牵?dāng)云計(jì)算實(shí)施起來(lái)之后，一個(gè)數(shù)據(jù)中心可能運(yùn)行著三十、四十甚至更多的業(yè)務(wù)服務(wù)，這個(gè)時(shí)候，如果每個(gè)數(shù)據(jù)包都要經(jīng)過(guò)若干次的拆解/打包過(guò)程的話，就很容易造成網(wǎng)絡(luò)的堵塞，形成網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。

　　虛擬化帶來(lái)的瓶頸

　　由于云計(jì)算必須為不同的用戶提供各自的服務(wù)，當(dāng)用戶的種類(lèi)增多時(shí)，相關(guān)的服務(wù)類(lèi)型也必然隨之增多，這個(gè)時(shí)候，為了節(jié)約計(jì)算資源，數(shù)據(jù)中心必然要用到虛擬化技術(shù)。

　　虛擬化技術(shù)整合了計(jì)算資源，但是，它也帶來(lái)了一些問(wèn)題。舉例而言，我們知道，虛擬服務(wù)器是可以在物理服務(wù)器上動(dòng)態(tài)遷移的，這時(shí)的網(wǎng)絡(luò)以往的網(wǎng)絡(luò)不同，因?yàn)樘摂M服務(wù)器會(huì)在若干個(gè)物理服務(wù)器之間進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。在以前的網(wǎng)絡(luò)中，我們可能在若干臺(tái)Web服務(wù)器上層建立了負(fù)載均衡器，可是現(xiàn)在，隨著虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，負(fù)載均衡器所控制的機(jī)器有可能有時(shí)是Web服務(wù)器，有時(shí)是FTP服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)容易因?yàn)樘摂M化技術(shù)而變得混亂。

　　“層云”概念解決云計(jì)算瓶頸

　　“層云”是由Juniper提出的一種全新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，“層云”就是把網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)交換層次打散，在每一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間都建立出最直接的一對(duì)一通路，兩個(gè)交換節(jié)點(diǎn)之間直接連接，并不通過(guò)第三個(gè)節(jié)點(diǎn)，所有的交換節(jié)點(diǎn)都處在同一層面上，不同的應(yīng)用在這些交換節(jié)點(diǎn)中被軟件劃分出自己的路線(如圖2)。顯然，“層云”是要把所有的交換路由節(jié)點(diǎn)看成一個(gè)統(tǒng)一的超級(jí)交換中心，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就可以被簡(jiǎn)單的劃分成為一個(gè)整合核心層，只要有一個(gè)接入接口，這個(gè)整合核心層就可以接入其他網(wǎng)絡(luò)。

　　這樣做的好處是很明顯的，首先它加大了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，因?yàn)樗械墓?jié)點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的直接連接，所以“層云”實(shí)現(xiàn)了一個(gè)“全冗余網(wǎng)絡(luò)”，這樣一來(lái)，無(wú)論數(shù)據(jù)包是從哪里出發(fā)，要去到哪里，只需要經(jīng)過(guò)兩次拆解/打包的過(guò)程，使得網(wǎng)絡(luò)延時(shí)大大降低。同時(shí)，無(wú)論虛擬機(jī)如何在物理服務(wù)器上遷移，都無(wú)需顧及網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生了什么變化，因?yàn)樗械木W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的直接連接，無(wú)論虛擬機(jī)運(yùn)行在哪臺(tái)物理服務(wù)器上，對(duì)于這個(gè)交換中心來(lái)說(shuō)沒(méi)有什么區(qū)別。

“層云”的缺點(diǎn)

　　可見(jiàn)，“層云”是能夠解決云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)瓶頸的一種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。然而，這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也有一些地方需要我們注意。

　　“層云”結(jié)構(gòu)目前只是一種設(shè)想，它還沒(méi)有被研發(fā)出來(lái)。針對(duì)“層云”這種架構(gòu)，相關(guān)媒體設(shè)想了一些問(wèn)題，這些問(wèn)題可能成為“層云”的缺點(diǎn)。

　　設(shè)想之安全性問(wèn)題

　　由于“層云”把所有的交換節(jié)點(diǎn)一對(duì)一的連接到了一起，那么如果一旦某臺(tái)交換機(jī)被黑客攻破或者感染了病毒，病毒會(huì)不會(huì)很快的蔓延到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)?黑客會(huì)不會(huì)輕易的控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)?

　　對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，Juniper Networks數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)部門(mén)執(zhí)行副總裁及總經(jīng)理顏維倫博士。顏博士針對(duì)這個(gè)問(wèn)題是這樣解釋的：“我們提供給數(shù)據(jù)中心的管理人員說(shuō)這是一個(gè)很大的交換器，你可以從任何一點(diǎn)到另外一點(diǎn)，這是其基本的能力，但是并不表示數(shù)據(jù)中心對(duì)外面的使用者也是赤裸裸地展現(xiàn)全部能力，上面有管理的軟件在，包括我們自己。我們Juniper會(huì)提供管理軟件，這個(gè)管理軟件會(huì)對(duì)使用者進(jìn)來(lái)有某種限制，比如說(shuō)從外面來(lái)的顧客，可能經(jīng)過(guò)幾層的路由進(jìn)來(lái)，進(jìn)來(lái)了以后，你很可能馬上引導(dǎo)到一個(gè)防火墻的處理器，如果你通過(guò)的話，管理的軟件可以把你送到網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器上。我提供的基礎(chǔ)設(shè)施讓你有自由度，但是不表示上面的管理軟件讓你進(jìn)來(lái)隨便闖。我標(biāo)在這里的是另外一個(gè)限制，我們一旦提供基礎(chǔ)設(shè)施以后，上面會(huì)提供虛擬化的軟件，讓你把這分成好幾個(gè)不同的區(qū)域。一個(gè)大型的“云計(jì)算”提供商，可能把它提供給可口可樂(lè)，也可能提供給百事可樂(lè)，這兩家是直接競(jìng)爭(zhēng)，但是管理軟件可以做到讓可口可樂(lè)看不到百事可樂(lè)，因?yàn)樯厦婵刂栖浖墓芾?，他們之間完全沒(méi)有辦法交流。”

　　設(shè)想之“層云”故障問(wèn)題

　　“層云”是一個(gè)很穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一的連接，如果某個(gè)交換機(jī)出現(xiàn)了故障，那么也會(huì)有其他的通路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的正常流通?？墒牵?dāng)網(wǎng)絡(luò)里面數(shù)據(jù)流比較飽和的時(shí)候，一個(gè)節(jié)點(diǎn)壞了，相當(dāng)于這個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)的工作會(huì)分?jǐn)偟狡渌墓?jié)點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候其他的節(jié)點(diǎn)本來(lái)比較飽和了，那么會(huì)不會(huì)出現(xiàn)業(yè)務(wù)的停滯?

　　Juniper對(duì)此的解釋是他們提供了很好的預(yù)防機(jī)制，因?yàn)槿绻W(wǎng)絡(luò)一旦將要發(fā)生擁堵，他們就會(huì)將相關(guān)的流量攔截在入口處。這就好比航空交通，以往的時(shí)候，如果某地的天氣情況很差，飛機(jī)到了該地區(qū)上空不能降落，那么飛機(jī)會(huì)在天空中盤(pán)旋，最后停在別的飛機(jī)場(chǎng)，但是現(xiàn)在，如果我們知道該地區(qū)的天氣情況很差，那么飛往該地區(qū)的飛機(jī)就會(huì)受到飛行管制，不能起飛。這個(gè)方法被借鑒到了“層云”中。

　　相關(guān)媒體對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的建議是，如果“層云”計(jì)劃真的成為了現(xiàn)實(shí)，那么最好能夠隨著這個(gè)架構(gòu)一起提出一個(gè)“層云”的故障冗余方案，使得網(wǎng)絡(luò)中的流量距離達(dá)不到飽和狀態(tài)，這樣可以更好的發(fā)揮“層云”的穩(wěn)定性。

　　總結(jié)

　　雖然“層云”從理論上解決了云計(jì)算自身的很多技術(shù)瓶頸，但是畢竟“層云”還只是在研發(fā)過(guò)程中的一個(gè)計(jì)劃，它是否能夠成為現(xiàn)實(shí)我們現(xiàn)在還不得而知?？赡苡腥藭?huì)說(shuō)：“云計(jì)算到底能否在國(guó)內(nèi)順利落地并且普及還說(shuō)不好呢，我們就來(lái)考慮‘層云’，這是不是有點(diǎn)太早了?”相關(guān)媒體認(rèn)為，“層云”概念的提出并不超前，因?yàn)?ldquo;層云”所解決的問(wèn)題并不只是云計(jì)算自身的問(wèn)題，隨著數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，“層云”所要解決的問(wèn)題必然會(huì)暴露出來(lái)，與其等到那個(gè)時(shí)候再去想辦法，倒不如未雨綢繆。