新一代数据中心发展问题研究

新一代数据中心发展问题研究

【摘要】数据中心是数据大集中而形成的集成IT应用环境，是各种业务的提供中心，是数据处理、数据存储和数据交换的中心。数据中心是数据的传输、计算和存储的中心，集中了各种软硬件资源和关键业务系统，面临异构环境问题、业务融合问题、管理规范等非常复杂的问题，给数据中心的管理带来了巨大挑战，如何构建新一代数据中心网络成为时代主题。

【关键词】数据中心；网络结构；iMC网管

1.组网结构

某公司IDC经过多年建设已经初具规模，基于数据集中理念所有业务系统均部署于IDC数据中心统一进行管理和维护。整个数据中心目前部署服务器约200台涉及到OA、财务、营销、生产、人力、网管等六大业务系统。整个IDC 网络分为核心层、汇聚层和接入层。

核心层：H3C S12500是杭州华三通信技术有限公司（以下简称H3C公司）面向下一代数据中心设计的核心交换产品，采用先进的CLOS多级多平面交换架构，可以提供持续的带宽升级能力。S12500是中国国内第一款100G平台交换机，支持未来40GE和100GE以太网标准，整机可以提供576个万兆端口，提供业界密度最高的万兆接入能力；面对下一代数据中心突发流量，创新的采用了“分布式入口缓存”技术，可以实现数据200ms缓存，满足数据中心、高性能计算等网络突发流量的要求；为了满足数据中心级网络高可靠、高可用、虚拟化的要求，S12500采用创新IRF2（第二代智能弹性架构）设计，将多台高端设备虚拟化为一台逻辑设备，同时支持独立的控制引擎、检测引擎、维护引擎，为系统提供强大的控制能力和50ms的高可靠保障。

汇聚层：H3C S9500系列交换机是杭州华三通信技术有限公司（以下简称H3C公司）面向以业务为核心的企业网络架构而推出的新一代核心路由交换机，该产品基于H3C公司自适应安全网络的技术理念，在提供大容量、高性能L2/L3交换服务基础上，进一步融合了硬件IPv6、网络安全、网络业务分析等智能特性，可为企业构建融合业务的基础网络平台，进而帮助用户实现IT资源整合的需求。H3C S9500作为H3C公司自适应安全网络的核心路由交换产品，可广泛的适用各行业的生产网核心、企业数据中心、IP城域网核心和汇聚、园区网核心、汇聚和配线间等场所，为用户提供多种业务接入、路由交换一体化的安全融合网络解决方案。

接入层：H3C S5500-EI系列交换机是H3C公司最新开发的增强型IPv6强三层万兆以太网交换机产品，具备业界盒式交换机最先进的硬件处理能力和最丰富的业务特性。支持最多4个万兆扩展接口，支持IPv4/IPv6硬件双栈及线速转发，使客户能够从容应对即将带来的IPv6时代；除此以外，其出色的安全性，可靠性和多业务支持能力使其成为大型企业网络和园区网的汇聚，中小企业网核心、

以及城域网边缘设备的第一选择。

2.IRF技术应用

2.1简化管理

IRF形成之后，用户通过任意成员设备的任意端口均可以登录IRF系统，对IRF内所有成员设备进行统一管理。而不用物理连接到每台成员设备上分别对它们进行配置和管理。用户对IRF系统作为一个整体的虚拟设备进行管理，因此需要管理的设备数目减少了，网络的规划过程、组建过程、维护过程都将大大的简化，可以有效的节省管理成本。

2.2简化网络运行，提高运营效率

IRF形成的虚拟设备中运行的各种控制协议也是作为单一设备统一运行的，例如路由协议会作为单一设备统一计算。另外作为单一设备运行后，原来组网中需要通过设备间协议交互完成的功能，将不再需要，例如常见使用MSTP、VRRP 等协议来支持链路冗余、网关备份，使用IRF后接入设备直接连接到单一的虚拟设备，不再需要使用MSTP、VRRP协议。IRF技术省去了设备间大量协议报文的交互，简化了网络运行，缩短了网络动荡时的收敛时间。

2.3扩展能力强

随着网络和计算机的日益应用广泛，网络规模会随着应用业务的不断增长而增长。在最初规划网络的时候，一般都将会预留一定的容量以便于扩充和升级。但是如果预留的容量太大，对于初期紧张的资金将是一种浪费；预留的容量太小，将来升级时不免会捉襟见肘。这一直是困扰网络规划者的一个难题。

2.4高可靠性

IRF的高可靠性体现在多个方面，例如：成员设备之间IRF物理端口支持聚合功能，IRF系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能，这样通过多链路备份提高了IRF系统的可靠性；IRF系统由多台成员设备组成，采用1：N 备份，一台Master设备负责IRF系统的运行、管理和维护，多台Slave设备在作为备份的同时也可以处理业务，一旦Master设备故障，系统会迅速自动选举新的Master，转发流量和大部分业务都不会出现中断。由于Slave设备并不是专门的备份设备，也同时处理业务，因此用户没有为备份而专门花费资金。

在将框式分布式设备进行虚拟化时，IRF中同时保留框式设备内部的1：1备份，与IRF设备间的1：N备份这两种冗余功能，使得单个主控板异常时，此框式设备由于存在另外的主控板，所有板、卡均可以继续正常工作，进一步提高了系统可用性。

2.5高性能

由于IRF设备是由多个支持IRF特性的单机设备虚拟而成的，IRF设备的交换容量和端口数量就是IRF内部所有单机设备交换容量和端口数量的总和。因此，IRF技术能够通过多个单机设备的虚拟化，轻易的将设备的核心交换能力、用户端口的密度扩大数倍，从而大幅度提高了设备的性能。

3.iMC网管布署

从基础设施角度看，需要将各种管理工具进行整合，在一个平台里管理路由器、交换机、安全、存储、服务器等各种设备，同时适应数据中心特有的可视化管理需求。

从技术发展趋势看，数据中心在完成标准化之后，要向自动化方向发展，就必须管理好设备配置、软件、VLAN、VPN、ACL安全策略、QoS服务质量等各种逻辑的、虚拟化的IP资源。

从上层业务的角度看，数据中心最重要的工作之一是计算，因此需要保障数据库、服务器、中间件、Web等各种关键业务的正常运行，并根据性能参数和业务流量进行优化调整。

从运维和服务的角度看，数据中心IT部门提供的服务流程是否合理，服务质量是否有保障，直接影响到业务部门的各种业务是否正常开展。

由此可见，传统以设备管理为核心的FCAPS网管模型，已经不能满足数据中心全新的管理需求。数据中心作为IP技术与IT技术两大领域的结合体，不仅需要从网络的角度出发来保障用户和业务，也要从用户和业务的角度出发来优化网络。这意味着对数据中心的管理需要采用全新的管理模型和灵活的功能架构，并且充分考虑基础设施、技术趋势、业务运行、运维服务等各种管理要素，建立一个开放式、标准化、易扩展、可联动的统一智能管理平台，实现IP和IT融合联动的精细化管理。

【参考文献】

［１］曹波,杨波.企业数据中心建设探讨[J].电力信息化,2004,(10)．

［２］10G以太网时代,你的数据中心准备好了吗?[J].IB智能建筑与城市信息,2007,(02)．