云计算数据中心网络发展

云计算数据中心网络发展李海平高级经理网界网“数据中心百家讲坛”高级经理戴尔公司中国大陆及香港地区刀片及网络业务议题•云计算业务发展与数据中心网络挑战•云计算数据中心网络发展路线图•云计算数据中心网络发展路线图•云计算数据中心虚拟化网络技术简介•未来网络发展软件定义网络•未来网络发展-软件定义网络•戴尔网络解决方案简介Q&A•Q&A网界网“数据中心百家讲坛”2议题•云计算业务发展与数据中心网络挑战•云计算数据中心网络发展路线图•云计算数据中心网络发展路线图•云计算数据中心虚拟化网络技术简介•未来网络发展软件定义网络•未来网络发展-软件定义网络•戴尔网络解决方案简介Q&A•Q&A网界网“数据中心百家讲坛”3进入虚拟化时代虚拟化时代2010IT大概每隔15年都会发生一次类似的演变。新的需求和创新技术相结合，使得计算方式不断发生根本性变化。PC/客户端服务器时代互联网时代1990s2010s算方式不断发生根本性变化。小型计算服务器时代1980s大型主机1960s1950从大型主机计算到互联网时代，新技术出现使得可能变成现实，并且推动我们走到了一个又一个1950s可能变成现实，并推动我们走到了个又个关键节点，迫使我们重新审视我们的工作方式，重新定义企业里的技术。网界网“数据中心百家讲坛”4虚拟化时代特点虚拟化时代2010虚拟化云计算PC/CLIENTINTERNETERA1990s2010s整合与抽象提高资源效率与灵活性小机时代SERVERERA1980sMAINFRAME1960s1950数据高速增长管理、优化和挖掘数据价值融合从系统管理到网络移动性成千上万接入点1950s网界网“数据中心百家讲坛”5今天的企业IT环境不能适应快速变化的需要虚拟化自动化整合业务需求驱动数据快速变化和数据增长归档复制和分发安全和保护创建应用快速变化使得应用管理变得复杂文件数据库电子邮件数据合规超文本@管理规划购买部署操作重新设置维护传统基础架构同时，阻碍了创新发展架构复杂基础架构更难管理客户端服务器存储网络移动设备网界网“数据中心百家讲坛”6网络带来的业务挑战-业务领导人观点数据流量海量增长业务低效复杂的网络和管理应用交付能力和生产力不足高居不下的运营成本高居不下的运营成本网界网“数据中心百家讲坛”7网络带来的业务挑战-IT人员观点SAN和LAN的流量激增需要设法满足服务水平协议的相关需求复杂的网络和管理需要实施虚拟化和安全规划生产力和运营成本不对等生产力和运营成本不对等网界网“数据中心百家讲坛”8云计算模型•云计算是实现方便、快速、简单、按需访问可配置计算资源的管理模型(部分定义来自nist)。•云计算是企业IT资源管理的高级阶段，随业务变化而变化，而不仅仅是IT技术简单合并与应用。网界网“数据中心百家讲坛”9架构云计算基础构架及演变•服务器–按工作负载类型细分更高网络(10G或以上)IO及存储IO需求–更高网络(10G或以上)IO及存储IO需求–总拥有成本更优（密度及能耗等）体系架构•存储横向扩展及非结构化数据管理服务器–横向扩展及非结构化数据管理–扁平IP网络化–面向数据对象接口•网络虚拟化及自动化管理网络–10G或更高性能及更高容量–扁平化提高效率–服务器、存储及客户端三网融合动化管理存储网络•虚拟化及自动化管理–服务器、存储和网络硬件抽象层–虚拟资源池自动化产生、迁移、使用及管理RESTflSOAP等开放标准网界网“数据中心百家讲坛”10–RESTful、SOAP等开放标准云计算数据中心网络I/O需求•服务器-存储网–服务器与存储阵列之间的交换网，SCSI的Iii和T之间HPC/IPCLANSANSCSI的Initiator和Target之间–高带宽、IOPS和可靠性–目前常用独立的IPSAN或FCSAN服务器服务器网•服务器-服务器网–服务器与服务器之间进程交换网–高可靠、低延迟目前常用IfiiBd网络–目前常用InfinitBand网络•服务器-客户网–客户端访问服务器网络高接入协议兼容客户端访问服务器群–高接入、协议兼容–目前常用以太网络网界网“数据中心百家讲坛”11戴尔引领虚拟化时代排名第一的iSCSI存储解决方案供应#1$100M+十亿人通过戴尔构建的云平台进行互联存储解决方案供应商#1$100M使用虚拟化技术在两年多的时间内节省超过一亿美元100+拥有个以上的业务就绪配置年可持续发展指数排名第#117全世界顶级的超级计算机的十七台运行在戴尔设备之上拥有100个以上的业务就绪配置和参考架构TBR2009年可持续发展指数排名第一48M5超过41万位48M通过使用戴尔解决方案，减少了4800万吨的二氧化碳的排放5个昀大的网络搜索引擎中的3个由戴尔提供支持专业服务人员超过4.1万位网界网“数据中心百家讲坛”12由戴尔提供支持专业服务人员议题•云计算业务发展与数据中心网络挑战•云计算数据中心网络发展路线图•云计算数据中心网络发展路线图•云计算数据中心虚拟化网络技术简介•未来网络发展软件定义网络•未来网络发展-软件定义网络•戴尔网络解决方案简介Q&A•Q&A网界网“数据中心百家讲坛”13数据中心网络技术发展—ETHERNETDCBEN(以太网络)100M1G10G40G100GiSCSIFCoEFC(光纤网络)1G1G2G2G4G4G8G8G16G16G32G?32G?32G FC？TimeIT架构迁移到iSCSI或FCoE1994       1996        1998          2000        2002        2004       2006          2008       2010        2012       2014 2016架构迁移到或以太网功能越来越广泛和成熟融合和虚拟化需求驱动增强以太网发展•DCB是增强以太网，FCoE建立在DCB上网界网“数据中心百家讲坛”1410GE推动数据中心网络融合10GE融合1.LAN融合:10G网卡替换多个1G网卡2LAN/SAN融合合并LAN和SAN流量(iSCSI和或FCE)同时保证网络服务质量和隔2.LAN/SAN融合:合并LAN和SAN流量(iSCSI和或FCoE)，同时保证网络服务质量和隔离。光纤存储合并数据与存储流量IP存储普通以太网光纤存储合并数据与存储流量10GE10GE简化服务器、网络和存储架构–减少服务器网卡及线缆降低采购和管理成本–降低采购和管理成本–统一网络简化设置和虚拟机迁移–减少服务器能耗和制冷费用刀片服务器及虚拟化更加整合了数据流量网界网“数据中心百家讲坛”–刀片服务器及虚拟化更加整合了数据流量数据中心桥接协议TRILL(DCB,DCE,CEE)需支持需但受益增强的太FCoE需要DCB支持,IPSAN不需要DCB(但受益于增强的以太网)802.1Qbb(多类流量优先协议PFC)802.1Qaz(增强传输选择协议、按类带宽保证，ETS)IEEEIEEE(多类流量优先协议，PFC)10GE(增强传输选择协议、按类带宽保证，ETS)5G3G4G10GE链路IEEEIEEE10GE链路t14G1G3G链路t2TRILL(替换STP，二层路由协议)IEEEIETF802.1Qau(端对端拥塞管理协议,CN)STPTRILLX网界网“数据中心百家讲坛”16X数据中心架构趋势ServiceConsoServiceConsoDell刀片服务器vmkernelvmkernelServiceConsoleServiceConsoleDell刀片服务器vmkernelvmkernelServiceConsoServiceConsoDell刀片服务器vmkernelvmkernelServiceConsoleServiceConsoleDell刀片服务器vmkernelvmkernelCNAConsoleConsolelele刀片接入交换机刀片接入交换机汇聚层交换机汇聚层交换机存储存储网界网“数据中心百家讲坛”存储CEE/FCoE进化路线图2010-11服务器边缘整合到ToR2011-12TOR到核心整合2012端对端完全整合FCoECEE/FCoE交换机服务器服务器服务器FCoE边缘CEE交换机CEE交换机FCoEFCFCoEFCoEFCoEFCSANEthernet核心网络核心FCFCoECEE/FCoE核心网络CEE核心网络光纤存储FCSAN光纤存储FCoEFCoE存储服务器边缘整合.级FCE网络核心整合.二级FCE存储边缘整合.多级FCE需要将近十年才有可能全部进化成CEE/DCB和FCoE目前使用IPSAN存储可以容易利用CEE增强功能一级FCoE二级FCoE多级FCoE网界网“数据中心百家讲坛”18目前使用IPSAN存储可以容易利用CEE增强功能。八仙过海，各显神通，Cisco的FabricPath,Brocade的VCS和Juniper的QFabric架构议题•云计算业务发展与数据中心网络挑战•云计算数据中心网络发展路线图•云计算数据中心网络发展路线图•云计算数据中心虚拟化网络技术简介•未来网络发展软件定义网络•未来网络发展-软件定义网络•戴尔网络解决方案简介Q&A•Q&A网界网“数据中心百家讲坛”19网络虚拟化技术发展路线图当前正在推动(12月内)标准形成中(12月以上)边缘虚拟桥接(EVB:VEB,VEPA,Multi-Channel,40GE/100GE支持DCB的iSCSI设备VEPA,MultiChannel,etc)SR-IOV支持SR-IOV以太网卡NIC分区技术(NPAR)CNA卸载iSCSI技术支持SRIOV以太网卡10GbCNAw/FCoE/DCB网界网“数据中心百家讲坛”2010GE–融合网卡(CNA)同时集成FC(FCoE)HBA和以太网卡NIC同时集成FC(FCoE)HBA和以太网卡NIC可支持iSCSI及卸载DualPort10GECNA10GEELinkFCDriversEthernetDriversFCDriversEthernetDrivers10GCEENICFCoEiSOETOES10GECNA10GECEOperatingSystemPCIe10GCEENICFCServerPCIe网界网“数据中心百家讲坛”21SR-IOVSingleRoot–IOVirtualization(SR-IOV)，通过虚拟机与支持SR-IOV的PCI网卡建立一一对应的传输队列，无需经过虚拟交换机，从而提高虚拟机性能而提高虚拟机性能。此图来源互联网网界网“数据中心百家讲坛”10G网卡分区技术(NPAR)•NPAR-把万兆网卡分成多个物理网卡，可按需管理带宽，在操作系统呈现为独立PCI子功能的物理网卡。DUALPORT10GECONTROLLER(LOM/MEZZANINE)as2NICsas8NICsgSystemaNIC1gSystemaPNIC4NIC1NIC1NIC2NIC310GEPort1oOperatingNIC2oOperatingPCIeNIC4NIC6NIC510GEPort2resentedtoresentedtoNIC8NIC8NIC7NIC710GEPort2网界网“数据中心百家讲坛”23PrPr边缘虚拟桥接EdgeVirtualBridging(EVB)ggg服务器层面管理虚拟交换机网络层面管理虚拟交换机网界网“数据中心百家讲坛”服务层面管虚拟交换机层面管虚拟交换机虚拟以太网桥VirtualEthernetbridging（VEB）物理服务器和虚拟机交换网络访问–物理主机内部虚拟管理器管理的交换机–外部交换机不可见Networkvisibilityendsatphysical交换机port物理服务器内外不同的管理接口和工具–物理服务器内外不同的管理接口和工具SR-IOV旁路虚拟交换机–增强以太网络流量和包复制控制。–网卡内置全功能桥设备›不同厂家功能和管理都不同网界网“数据中心百家讲坛”VirtualEthernetPortAggrega