虛擬化數據中心架構上的PK
原創【51CTO.com獨家快譯，轉載請注明出處】微軟和加州大學的研究人員兩個研究小組本周在巴塞羅那舉行的SIGCOMM大會上提出了他們的研究成果，每一家都有自己的優點。微軟的團隊主要尋求的是高性能，而忽略了所有通訊的要求，加州大學的團隊主要集中在虛擬機遷移，最小化配置以及迅速處理故障方面。
微軟的研究人員也討論了虛擬機遷移和二層處理，但他們采用的方法要求在每個端點安裝代理。相反，加州大學研究人員的規劃是調整交換機軟件，而與端點無關。加州大學的研究小組是由該校計算機科學系的Amin Vahdat教授領導的，他們提出了一種混合了二層和三層連接的數據中心，使大規模部署成為可能，同時降低了三層的管理和配置要求。
加州大學研究人員說他們的PortLand協議可以支持100000臺服務器的數據中心網絡，而且不需要修改任何主機設置。該小組的研究報告指出“PortLand是一種可擴展的具有容錯能力的二層數據中心網絡結構”。Vahdat說“可以讓設備在網絡中即插即用，不用配置或修改任何終端設備，這是PortLand的一個關鍵目標”。
Vahdat還談到，它支持虛擬機遷移以及某些三層不能做的東西，因為虛擬機可以從一臺服務器遷移到另一臺服務器上，它還引入了流動機制，為共享PortLand分配的媒體訪問控制（MAC）地址，通過減少地址表的大小克服了大部分交換機的內存限制。
PortLand需要額外的軟件讓交換機發現它們在數據中心拓撲結構上的位置，這個軟件也可以讓交換機分配一個偽MAC地址給每個直接連接它們的設備。
在PortLand下，交換機維護MAC前綴表，并負責轉發通訊內容給其它交換機，直到通訊內容抵達目的地。交換機轉換偽MAC到真實MAC地址，因此通訊內容能夠被正確地傳輸到正確的設備。
為了方便轉發通訊內容，PortLand引入了一個結構管理服務器，它實現了類似于DNS服務器解析URL到IP地址的功能。在偽MAC和IP地址之間的解析沒有使用廣播方案，交換機將來自連接它們的主機的廣播ARP請求重定向到結構管理器，由這個結構管理器返回正確的IP地址。
結構管理器維護網絡的一個軟狀態，因此即使它崩潰了，還可以使用PortLand協議訪問網絡中的交換機重建地址信息。
如果結構管理器崩潰，在網絡上的連接時間可以忽略，因為該協議可以恢復到廣播地址解析模式，如果結構管理器處于正常運行狀態，那查找速度是線速的。
PortLand也涉及到了網絡設備管理員控制和系統管理員控制，沒有使用服務器或代理直接修改主機的MAC地址，PortLand架構是讓交換機將真實MAC地址轉換成偽MAC地址的，Vahdat說“我們只是對交換機軟件做了一點點修改，對交換機硬件沒有做任何變化”。
微軟的研究小組是由Albert Greenberg，David Maltz和Parveen Patel領導的，也涉及到了通過引入一個雙層系統來解決地址問題。
在微軟的VL2架構下，每臺服務器都關聯了一個位置特定的它連接的交換機IP地址，而在PortLand下，一個VL2目錄系統實現了位置IP到應用程序IP的映射。每臺服務器上的VL2代理檢索目標服務器附近的交換機位置特定的IP地址，并將應用程序包封裝在它里面。
部署一個代理和配置服務器是PortLand專門避開的，但VL2也具有PortLand沒有解決的功能，例如，如果訪問策略拒絕了初始化服務器到目標服務器的連接，VL2目錄服務器可以拒絕提供位置特定的IP地址。這讓VL2有能力執行強制訪問控制。
微軟的研究人員野心超過了加州大學的專家，他們研究了數據中心的流量模式，設計了一個網絡拓撲讓每個通訊都可以選擇通信路由，避免了持續熱點擁堵，并為數據中心任何兩臺服務器之間提供了統一的高容量。
微軟的研究人員談到，VL2使用了一層高度集成的聚合交換機，在發生故障時連接都轉向這個中間交換機，性能下降不明顯。
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原文鏈接：http://www.networkworld.com/news/2009/082009-microsoft-sigcomm.html?hpg1=bn
作者：Tim Greene
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