基于云计算的数据中心网络构建研究

Ｏｃ ｔ ． ２ Ｏｌ ３ Ｖｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． ５
第 １ ３ 卷 第 ５期
基 于云 计 算 的数 据 中心 网络 构 建 研 究
史建政 ， 于俊 乐 ， 李萃颖。
（ １ ． 天津工业大学 ， 天津 ３ ０ ０ ３ ８ ７ ； ２ ． 廊坊职业技术学 院 ， 河北 廊 坊 ０ ６ ５ ０ ０ ０ ；
Ｓ ＨＩ Ｊ ｉ ａ ｎ － ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ， ＹＵ Ｊ ｕ ｎ － ｌ ｅ ， Ｌ Ｉ Ｃｕ ｉ － ｙ ｉ ｎ ｇ
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ａ ｓ ｉ ｎ ｆ ｒ ｓ ａ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｃ ｌ ｏ ｕ ｄ ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｈ ｓ ａ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍ ｅ ａ ｎ ｉ ｍ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｏ ｐ ｉ ｃ ｏ ｆ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ
础， 提出 Ｓ Ｐ Ｂ Ｍ＋Ｉ ＲＦ在数据 中心 内部 的组 网架构。
【 关键词 】 云计算 ； 数据 中心网络 ； Ｉ Ｒ Ｆ ； Ｓ Ｐ Ｂ ； Ｓ Ｐ Ｂ Ｍ
Ｓｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｃｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｄａ ｔ ａ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃｌ ｏ ｕ ｄ Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ
３ ． 中国联合通信公 司廊坊分公 司 ， 河北 廊坊 ０ ６ ５ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 数据中心网络作为云计算的基础设施已经成为云计算领域研究的重要课题。基于云计算数据中心的
网络性能需求 ， 分析云计算数据 中心大二层扩展 的二种重要技术 ， 虚 拟交换机 技术 Ｉ Ｒ Ｆ和 隧道 技术 Ｓ Ｐ Ｂ， 以此为基
ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｃ ｌ ｏ ｕ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ． Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ｌ ｏ ｕ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｔ ａ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｓ ｔ ｗｏ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｃｈ ｅ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ— Ｉ ＲＦ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｐ Ｂ． Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ ， ｉ ｔ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｔ －
［ 中图分类 号］Ｔ Ｐ ３ ９ ３ ［ 文献标识码］Ａ ［ 文章编 号］１ ６ ７ ４—３ ２ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ —０ ０ ３ １ —０ ４
数据 中心 网 络 作 为 云 计 算 的基 础 设 施 的 承 载
心通 常包含成千上万 的服务器 ， 这些服务 器虚 拟化之 后， 网络 中的 Ｉ Ｐ地址和 ＭＡ Ｃ地址 达到 １ ０ 至５ ０倍 的 增长 ， 交换 机需 要 支持 １ ０ ０ Ｋ至 ５ ０ ０ Ｋ的 ＭＡ Ｃ地址 。
服务器 的网络 出 口流量 多达 多个 Ｇ Ｅ甚 至 １ ０ Ｇ Ｅ 。文
体， 向分布式文件系统、 存储资源 、 虚拟化技术等提 供高可靠 、 高带宽 、 高可用的数据通信。随着多媒体
数据 、 ｗ ｅ ｂ ２ ． ０服务 、 搜索 引擎 、 电子商 务等 在线 应用
业务的出现 ， 云计算和数据密集型计算技术飞速发
２ ０ １ ３ 年 １ Ｏ月
廊 坊师范学院学报（ 自然科学 版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｌ ａ ｎ ｇ ￣ ｎ ｇ Ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｒ ｓ Ｃ ｏ Ｕ ｅ ｇ ｅ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ｌ ａ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
（ Ｄ ａ ｔ ａ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ Ｎｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ， ＤＣ Ｎ） 已经 成 为 云 计算 领 域
的研 究热 点Ｌ １ 卫 ］ 。
对数据中心的流量分析＿ ４ ］ ， 中心内部数据流量体现出
高度发散 的特性 ， 且变化迅 速 。内部 数据 流量 和外 部 数据流量之 比为 ４ ： １ ， 和文献 ［ ３ ］ 中 的测 试结 果 一致 ；
１ 云计算数据 中心 网络需求分 析
云计算 核心技术 需求是 资源按需 提供 的能力 ， 虚
展， 这 些对 数 据 中 心 内部 网络 系 统 的 带 宽 、 网络 性
献 中 的 测 量 结 果 表 明＿ ３ ］ ， 在 商 业 数 据 中 心 有 近 乎 ７ ５ ％的流量 集 中在机 架 内部 。据 Ａ ｌ ｂ ｅHale Waihona Puke Baiduｒ ｔ Ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｂ ｅ ｒ ｇ 等
能、 可靠 性等 提 出了更 高 的要 求 。数据 中心 网络
ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｂ ｓｅ ａ ｄ ｏ ｎ Ｓ Ｐ ＢＭ ａ ｎ ｄ Ｉ ＲＦ Ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ．
【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ 】ｃ ｌ ｏ ｕ ｄ ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ； ｄ ａ ｔ ａ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ； Ｉ Ｒ Ｆ ； Ｓ Ｐ Ｂ ； Ｓ Ｐ Ｂ Ｍ