吳俊

摘 要：這些年來計算機行業(yè)快速的發(fā)展，云計算作為一種新型的網(wǎng)絡技術得到了空前的發(fā)展，云計算技術為整個計算機行業(yè)帶來了前所未有的變革。本文將闡述一種較低制造成本的交換機來建構新型的，具備高連通性能的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡方式，以供行業(yè)內(nèi)其他人士進行參考。

關鍵詞：云計算；數(shù)據(jù)中心；結構設計；網(wǎng)絡體系

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 04-0000-02

在上個世紀九十年代，由服務器和客戶端組成的計算模式在互聯(lián)網(wǎng)中被大連的運用，在過去的傳統(tǒng)計算模式當中，數(shù)據(jù)中心的主要作用是用來存放大量的服務器設備并且面向客戶端提供所需的服務。但是，隨著近些年來互聯(lián)網(wǎng)技術快速而迅猛的發(fā)展，全球的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)掀起了建造數(shù)據(jù)中心的浪潮，使得現(xiàn)在的網(wǎng)絡銀行、網(wǎng)絡證券以及娛樂新聞資訊等新興的網(wǎng)絡服務內(nèi)容漸漸發(fā)展和普及，特別是近些年來云計算技術的技術突破和發(fā)展。使得互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)真正進入數(shù)據(jù)中心建設的黃金時期。

1 云計算技術的簡要分析

在現(xiàn)行的云計算技術體系下，英特網(wǎng)面向使用對象直接提供使用者所需的服務，從而代替過去只向客戶端傳輸數(shù)據(jù)和信息的單一方式。數(shù)據(jù)中心是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建構云計算技術的基礎設施也是最重要的資源之一。隨著現(xiàn)在云計算技術所提供的服務內(nèi)容越來越多，讀物內(nèi)容趨向復雜化、精細化，這就要求數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構必須進行重新的設計和優(yōu)化，采取新的理念以及云計算的運行價值，特別應該注意的是信息傳遞的最基本的部分。即網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)轉發(fā)以及管理機制，這兩項內(nèi)容必須重新進行優(yōu)化設計，以滿足現(xiàn)在越來越多樣化的云計算服務的傳輸要求。

2 云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構設計原則

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構設計是云計算數(shù)據(jù)中心建設過程中重要的環(huán)節(jié)，其過程必須嚴格按照有關規(guī)定，并且所設計結構需符合相應的技術指標和性能指標，下面提出四點在進行網(wǎng)絡體系結構設計需要遵守的原則。

（1）可擴展性。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構設計要保證結構的可拓展性能。即網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)都具備可拓展性。在數(shù)據(jù)方面，拓展性體現(xiàn)在可以對已存在的數(shù)據(jù)進行維護或者在數(shù)據(jù)中心使用過程中加入新的數(shù)據(jù)，即在云計算數(shù)據(jù)中心向客戶端提供服務時，可以隨時的對數(shù)據(jù)類型進行任意的增添和刪除以及修改。在系統(tǒng)方面，拓展性表現(xiàn)在系統(tǒng)可以根據(jù)應用的需求，系統(tǒng)可以維護應用程序。在客戶端訪問量快速增長的情況下，在系統(tǒng)方面可拓展性表現(xiàn)為可以快速的將數(shù)據(jù)和應用進行分流，使得系統(tǒng)服務器均勻負荷。

（2）穩(wěn)定性能?，F(xiàn)在的客戶端對云計算服務的數(shù)據(jù)需求量非常的大，云計算的數(shù)據(jù)中心需要長時間的連續(xù)工作，甚至在超負荷的條件下工作。這就要求在進行數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構設計的過程中要注重穩(wěn)定性能的設計，確保數(shù)據(jù)中心在投入使用之后，可以二十四小時穩(wěn)定的工作，為客戶端提供相應的服務。穩(wěn)定性是衡量數(shù)據(jù)中心服務質量的重要指標，合理的數(shù)據(jù)中心結構設計將極大的提高數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性能。

（3）安全性能。作為信息系統(tǒng)當中最重要的指標，系統(tǒng)的安全性能不容忽視。云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡鐵西結構設計過程中要注重安全性能的設計，安全性能的好壞也直接影響到了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，兩者之間實相輔相成的。良好的網(wǎng)絡體系構件對于提高整個數(shù)據(jù)中心的安全性能具有深遠的意義。

（4）系統(tǒng)的高效性。云計算的數(shù)據(jù)中心承擔著大量的數(shù)據(jù)計算和處理任務。這就需要在進行網(wǎng)絡體系結構設計的過程中注重對結構的優(yōu)化，最大程度上提高云計算系統(tǒng)的處理效率和速度，以便大量的用戶同時使用該系統(tǒng)。高效的數(shù)據(jù)中心構架也可以加強與計算數(shù)據(jù)中心提供計算服務的穩(wěn)定性。

（5）機房標準化原則?；谠朴嬎愕臄?shù)據(jù)中心的系統(tǒng)的建設要遵守數(shù)據(jù)中心機房系統(tǒng)結構的設局原則，其中包括各種建筑、機房設計標準，電力電氣保障標準以及計算機局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)標準，堅持統(tǒng)一規(guī)范的原則，從而為未來的業(yè)務發(fā)展，設備增容奠定基礎。

3 關于虛擬網(wǎng)絡構建以及管理機制的控制

在云計算技術的運行環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心經(jīng)常會采用在一臺服務器上運行數(shù)個虛擬機來向客戶端提供客戶所需的不同類型服務，虛擬機技術的使用使得數(shù)據(jù)中心的處理和反應能力都得到很大的提升。這樣的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構的設計，使得當服務器的硬件出現(xiàn)問題的嘶吼，可以將虛擬機以及其中的服務計算內(nèi)容轉移到其他正常工作的服務器上面。虛擬網(wǎng)絡的構件將使得原本傳統(tǒng)的硬件網(wǎng)絡分化成具備不同服務功能的虛擬網(wǎng)絡系統(tǒng)，在每個虛擬的云計算網(wǎng)絡系統(tǒng)中運行屬于不同應用和服務的云計算虛擬機。另一方面，云計算虛擬網(wǎng)絡結構的構件也為云計算數(shù)據(jù)中心的多用戶數(shù)據(jù)處理以及云計算技術下資源的有效分配提供了一套靈活管理的體系，使得基于云計算技術的虛擬網(wǎng)絡結構和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心相互結合。經(jīng)過實際的實驗和實踐證明，這種新型的虛擬網(wǎng)絡的帶寬分配機制具備良好的工作能力，可以在網(wǎng)絡訪問量波動的情況下迅速地做出調整，虛擬網(wǎng)絡系統(tǒng)的構件將為我做下一代基于云計算的數(shù)據(jù)中心的建設提供有力的技術支持，并且為我國的網(wǎng)絡虛擬化的穩(wěn)步發(fā)展提供重要的技術和數(shù)據(jù)。

4 網(wǎng)絡拓撲結構的設計與優(yōu)化

在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡構建方案設計中，如何在保證足夠高性能的前提下盡量減少造價是至關重要的。本文的目的就是利用低造價且型號單一的可編程交換機及商業(yè)級服務器來構建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡拓撲，新的網(wǎng)絡拓撲在對剖帶寬及網(wǎng)絡聚合吞吐量上要高于傳統(tǒng)樹形分層結構，并能夠對資源虛擬化技術應用特別是虛擬主機在網(wǎng)絡中的遷移行為提供更加靈活的支持。從降低成本方面考慮，利用低造價交換機及商業(yè)級服務器來構建數(shù)據(jù)中心可以大大減少成本支出。另外，鑒于現(xiàn)在的PC機和服務器都具有至少兩個網(wǎng)絡端口，充分利用這些端口可以大大提高拓撲內(nèi)節(jié)點的連通性以獲得更大的網(wǎng)絡吞吐量。這樣的構建方案具有更好的性價比。本文提出的這種網(wǎng)絡拓撲構建方式有以下4個優(yōu)點：（1）雖然相較于傳統(tǒng)樹形結構使用了更多的交換機。但是由于無需在核心層和匯聚層采用造價昂貴的高端高性能交換機，因此減少了總體構建成本；（2）對于網(wǎng)絡中任意的兩臺服務器之間都存在多條等長度的路徑可供選擇；（3）充分利用了服務器的兩個網(wǎng)絡端口，提高了網(wǎng)絡的連通性和吞吐量；（4）在本文提出的網(wǎng)絡結構中不存在像傳統(tǒng)樹形結構中的單點故障。因此容錯性得到了加強。

5 結束語

21世紀是信息爆炸的時代，云計算數(shù)據(jù)中心作為企業(yè)的物理載體，在企業(yè)的運行中發(fā)混著越來越大的作用。如今的計算機電子產(chǎn)業(yè)正在從過去以網(wǎng)絡為中心的體制向以數(shù)據(jù)為中心的體制轉變。以云計算技術為核心的新一代數(shù)據(jù)中心將在未來得到更大的發(fā)展和進步。云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構設計作為數(shù)據(jù)中心建設的主要設計內(nèi)容，是值得我們繼續(xù)研究和創(chuàng)新的，相信云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構設計研究會為下一代數(shù)據(jù)中心的建立提供寶貴而重要的資源。

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