隨著企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設的深化進行，企業(yè)業(yè)務數(shù)據(jù)集中密度越來越高，服務器存儲數(shù)量不斷增長，網絡架構不斷擴展，空間布局、系統(tǒng)布線、電力能耗壓力不斷增加。作為數(shù)據(jù)中心業(yè)務承載的大動脈，基礎網絡架構層面則直接面臨著持續(xù)的嚴格挑戰(zhàn)。網絡基礎技術的快速發(fā)展為數(shù)據(jù)中心變革提供了強大支撐動力，基礎網絡演進加快。

1、高密服務器、存儲數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心的物理服務器、存儲系統(tǒng)數(shù)量快速增長，使得數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴大。企業(yè)數(shù)據(jù)集中、業(yè)務整合的過程，表現(xiàn)為高密應用系統(tǒng)的集中。同時，服務器與存儲等IT設備計算處理能力遵循摩爾定律的增長，也使得數(shù)據(jù)中心的業(yè)務處理能力持續(xù)增強。

目前1Gbps～8Gbps級別的服務器、存儲系統(tǒng)網絡接口成為主流，從而使得基礎網絡系統(tǒng)的千兆接入、萬兆互聯(lián)成為數(shù)據(jù)中心建設的基本標準。

新一代計算設備已經開始提供萬兆接口，多核服務器已具備萬兆吞吐能力，多萬兆網絡接口的服務器、存儲系統(tǒng)開始在企業(yè)數(shù)據(jù)中心進行部署，計算能力迅速提升的同時也讓面向網絡的接入帶寬需求過渡到萬兆環(huán)境。

計算虛擬化的技術革新，使單一高計算能力物理服務器虛擬化成多個邏輯計算單元，極大提高了系統(tǒng)的計算效能以及對存儲訪問的高速吞吐。而由于等同于將此前的多個服務器應用系統(tǒng)疊加在一個網絡接口下，網絡流量急速提升，因此對數(shù)據(jù)中心基礎網絡提出了相當于傳統(tǒng)環(huán)境下數(shù)倍乃至數(shù)十倍的性能要求。

同時，在高密應用集中環(huán)境下，基礎網絡的可靠性要求更為苛刻。局部網絡產生的故障，對數(shù)據(jù)中心提供服務能力的影響比傳統(tǒng)環(huán)境要更為嚴重。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的局部故障可能只對單一應用造成短時影響，而新的數(shù)據(jù)中心環(huán)境下，則是大量應用密集，故障影響范圍擴大化。因此，對于網絡變化的快速收斂、更強的故障自愈能力也成為下一代數(shù)據(jù)中心平臺的重要研究課題。

2、數(shù)據(jù)中心多個獨立網絡

數(shù)據(jù)中心發(fā)展建設過程中，出于不同的應用連接要求，逐步出現(xiàn)了多個獨立網絡系統(tǒng)，如圖1所示。

以太網交換網絡：用于連接承載終端客戶與業(yè)務服務器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問，強調高速、可靠、安全、遠端互聯(lián)性、開放性，是當前標準化最普遍的基礎網絡形態(tài)。

服務器高速互聯(lián)網絡：多用于服務器高速集群互聯(lián)，在大多數(shù)條件下使用以太網進行承載;但在某些特殊要求應用環(huán)境下，使用Infiniband(簡稱IB)網絡進行集群互聯(lián)。IB的特點主要是時延小，不丟包。IB的低時延在于轉發(fā)機制為cut-through模式(傳統(tǒng)以太網交換機為store-forwarding模式)，可達200納秒。同時IB通過credit機制進行端到端流控，使得網絡突發(fā)大流量得到平緩，數(shù)據(jù)保持在服務器接口而避免流量丟失。

存儲訪問網絡：用于承載服務器上層應用系統(tǒng)對后端存儲的數(shù)據(jù)操作，存儲網絡主要用于傳送SCSI指令，核心要求是高帶寬、不丟包。目前常見的存儲網絡有FC交換機構建的FC-SAN和以太網交換機構建的IP-SAN。

多套網絡的數(shù)據(jù)中心，不僅增加了投資成本，同時由于技術差異大，需要不同的專業(yè)人員進行操作，給數(shù)據(jù)中心的運行管理帶來很多不便及較高的培訓成本。隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷增大，龐大的異構網絡也成為影響數(shù)據(jù)中心TCO的一個重要環(huán)節(jié)。

3、數(shù)據(jù)中心流量突發(fā)

數(shù)據(jù)中心基礎網絡高性能的特點已經為建設者不容置疑，全線速、高帶寬是設備選型的核心因素。但是，隨著數(shù)據(jù)中心應用的迅猛增長，網絡承載的業(yè)務流也不斷增長。

根據(jù)網絡觀測，以1毫秒為間隔采集到的流量峰值是平均流量的2～3倍。因此在高密應用環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心網絡中，特別是萬兆互聯(lián)環(huán)境下，業(yè)務流量突發(fā)異常顯著，而這樣的突發(fā)數(shù)據(jù)流需要網絡交換系統(tǒng)進行緩存和排隊調度。通常的網絡設計雖然是千兆服務器接入、萬兆網絡骨干，但在網絡的骨干層面基本存在一定的帶寬收斂設計，如出現(xiàn)多個萬兆端口向較少萬兆端口突發(fā)數(shù)據(jù)，則存在嚴重的突發(fā)擁塞瓶頸。

當交換系統(tǒng)對流量突發(fā)的緩存調度能力有限時，必然導致在集中業(yè)務訪問引起的流量突發(fā)情況下的大量丟包，引起傳輸層的窗口滑動、重傳和流量環(huán)境進一步惡化，降低服務響應能力。

傳統(tǒng)的交換方式最多只能進行8種流的區(qū)分和調度，業(yè)務能力有限，難以滿足當前數(shù)據(jù)中心高密應用需求，特別是浪涌突發(fā)環(huán)境下，粗粒度調度能力、低容量網絡緩存無法解決眾多關鍵應用的高吞吐量突發(fā)訪問業(yè)務要求。

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