如果有人問互聯(lián)網的下一次變革將會從哪里出發(fā)?那一定會是數據中心。隨著近年3G+WLAN網絡的部署實施，我們可以隨時隨地接入網絡;同時隨著寬帶接入的提速以及光纖接入的快速發(fā)展，我們可以以更高的速度接入網絡。接入更方便了，道路更寬了，大家在網上呆的時間更長了，就更需要豐富的網絡內容來提供，而這些網絡內容來自哪里——當然是數據中心;另一方面，越來越多的非PC終端將接入網絡，越來越多的計算處理與存儲將不在終端完成，而越來越依賴網絡那一頭——數據中心。所以有充分的理由相信，新一代數據中心的建設將會是繼寬帶網絡建設之后未來幾年的建設發(fā)展重點。這對于現在的數據中心而言，既是一次巨大的發(fā)展機遇，同時也是一次巨大的挑戰(zhàn)。

數據中心的運營模式與技術架構十年來幾乎沒有任何變化，已經遠遠滯后于整個寬帶網絡的發(fā)展，到了真正需要一場變革的時候。而隨著近年來數據中心級交換機、刀片服務器、云計算等技術的發(fā)展與應用，我們可以越來越清晰地感覺到數據中心正在進行一次美麗的蛻變，正在羽化成蝶。我們可以從兩個層面來分析新一代數據中心的演進趨勢：

從商業(yè)模式角度看，新一代數據中心提供的主要業(yè)務將會是內容與服務，從而徹底改變原來運營商以機柜、帶寬等基礎資源出租的商業(yè)模式，提供更大的差異化競爭力以及更高的商業(yè)價值。

從技術基礎架構看，新一代數據中心將普遍采用云計算技術，從而改變現在數據中心一個業(yè)務一堆獨立鐵盒的建設模式。在基礎層面的網絡資源、存儲資源、計算資源完全實現虛擬化，與業(yè)務層沒有直接綁定關系，而是根據應用需要可以進行動態(tài)調配;基礎資源池也可以在不影響上層應用的情況下，實現靈活的動態(tài)擴充或削減。

數據中心全面實現向云計算服務的轉型將會是一個漫長而艱辛的過程，需要做好充分的技術與運營準備。我們認為從當前的數據中心向云服務數據中心的演進可以分為三個階段來分步實施：基礎設備虛擬化——>平臺虛擬化——>云服務。

圖1. 云計算實現路徑

從新一代運營商數據中心整體技術架構來看，將主要包括云網絡、云計算、云存儲三大核心組成部分，同時還包括網絡服務、安全防護、運營管理、業(yè)務測試等配套組件。

圖2. 下一代運營商數據中心技術架構

而其中云計算交換中心作為新一代數據中心的基礎支柱之一，首先面臨技術的全面升級。正如俗話所說“要致富，先修路”，沒有一條寬敞的大道，計算與存儲能力再強，也無法帶給用戶***的體驗。

從SOHU、淘寶、百度等互聯(lián)網公司的實踐來看，新一代云計算數據中心是一個高密度，大容量的網絡應用場合，所以對網絡的帶寬、端口密度、安全防護、管理等各方面都提出了嚴峻的考驗。比如基于云計算應用的數據中心流量再也不像傳統(tǒng)數據中心只是有簡單的匯聚型流量，相對固定的交互流量，而是呈現高度的不定向突發(fā)性，傳統(tǒng)城域網交換機的性能難以滿足;比如數據中心設備高密度擺放，傳統(tǒng)城域網交換機橫插板的左右風道設計因此不能滿足綠色節(jié)能的要求等等。新的應用趨勢要求新一代數據中心的網絡應具有如下關鍵特征。

特征一：統(tǒng)一交換

新一代云計算數據中心將存在計算網、存儲網、業(yè)務網三張網，如果按原來建網方式，將可能會建設三張采用Infiniband、Fiber Chanel、Ethernet不同技術的網絡，其不僅大大增加建設與維護成本，而且技術異構的網絡將無法實現統(tǒng)一的虛擬化，從而難以實現真正意義上的云計算。幸運的是，隨著以太網技術的發(fā)展以及整個產業(yè)鏈的成熟，Ethernet已經可以取代甚至超越Infiniband、Fiber Chanel網絡，我們可以采用基于Ethernet的統(tǒng)一交換網來建設新一代數據中心，從而構建真正的云計算平臺。

圖3. 數據中心統(tǒng)一交換架構

特征二：萬兆端口密度

從服務器數量上看，數據中心呈現一個明顯的發(fā)展規(guī)律———萬臺服務器規(guī)模的數據中心將是發(fā)展主流。同時，隨著單臺服務器集成的計算核數量的增長，其消耗的帶寬也同步增長，而10GE網卡采的硬件加速技術(TCP offload, iSCSI offload, RDMA acceleration)使服務器的吞吐能力接近線速。Gartner及Dell’Oro預測2006-2010年10GE交換端口的年增長率超過100%。

圖4. 萬兆端口市場發(fā)展預測 #p#

以一個10000臺服務器的數據中心計算，按1：4的收斂比，其至少需要250個萬兆匯聚端口，連接安全防護等其它設備的端口，至少需要300個萬兆端口，而且絕大多數都需要線速端口。如果再考慮到IP存儲設備所需要的萬兆端口數量，那么所需的萬兆端口數還將增加一倍。

特征三：40G/100G接口支持能力

現在相當多的數據中心出口帶寬已達到100G以上，并且還在以每年50%-400%的速度增長。如果采用傳統(tǒng)的10G接口，則要用16-40個端口捆綁才能滿足未來一至兩年的需求。采用如此多的端口進行捆綁不僅消耗了大量寶貴的光纖資源，而且大大增加了管理維護的工作量。隨著40G/100G標準的最終定稿，可以預見一場40G/100G接口的普及風暴很快就會到來。

圖5. IDC網絡帶寬需求的趨勢

特征四：虛擬化能力

云計算不僅僅需要服務器與存儲實現虛擬化，網絡同樣需要與時俱進，能實現虛擬化。虛擬化的網絡不僅可以實現網絡資源的動態(tài)調配，在線擴充，簡化網絡配置與管理，而且可以大大提高數據中心網絡的可靠性。

特征五：突發(fā)流量吸收能力

由于不同時刻各服務器上分布的應用都是動態(tài)調配的，而且服務器與服務器之間自動交互的頻繁度也將比現在獨立的應用時要高得多，所以云計算環(huán)境下的流量特征將比現在的多媒體流量環(huán)境下更為復雜、更難預測，突發(fā)性也將更明顯。所以云計算數據中心的網絡必須選用專門的數據中心級交換機來架構。與傳統(tǒng)的城域網交換機相比，數據中心交換機有幾個突出優(yōu)點，從而能滿足云計算數據中心這種嚴酷的環(huán)境。

l 完全無阻塞交換網：數據中心級交換機采用CLOS交換網，這是一種完全無阻塞交換架構，從而保證在任何流量特征的環(huán)境下，交換網都是可以實現無阻塞交換。

2分布式大緩存：云計算環(huán)境下，機機交互的頻率大大增加，從而使得瞬間多端口向一端口轉發(fā)的機率也大大增加，流量的突發(fā)性非常嚴重。傳統(tǒng)的城域網交換機一般僅在出端口方向裝配有很小的緩存，通常每板只有32-64M，緩存時間只有10-20mS左右。遇到多端口向單一端口轉發(fā)流量時，一個端口本來就很小的緩存還要應對多端口的流量沖擊，迅速就發(fā)生緩存擁塞丟包。而丟包后，將會引起應用層的重傳，從而進一步導致更嚴重的網絡擁塞。數據中心級交換機采用入端口分布式大緩存的革新架構，其平均每個10G端口的入緩存可達256M，GE端口的緩存達20M，從而保證在任何流量模型情況下，端口緩存時間***均可達到200mS以上，為云計算的應用提供了一個扎實的網絡基礎。

圖7. 分布式緩存技術有效應對云計算的突發(fā)流量

特征六：IPv4/IPv6支持能力

隨著越來越多的終端設備接入網絡，網絡IPv4地址已將消耗殆盡，從IPv4向IPv6的全面演進已迫在眉睫。作為新一代數據中心網絡，支持IPv4/IPv6的雙棧接入也是必然的要求，并且要求對IPv4/IPv6均要能提供線速的轉發(fā)能力，高性能、靈活地實現兩個網絡互訪。

特征七：綠色節(jié)能

數據中心已經成為耗能大戶，如何才能建設一個綠色節(jié)能的數據中心已經成為關注的重點。數據中心的節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，IT設備功耗占總體能耗的31%左右，而空調、冷風機等的能耗占了40%左右。所以不僅IT設備本身的功耗，而且IT設備對空調、冷風機的功耗影響也是需要關注的重點。

根據TIA-942標準及業(yè)內實踐來看，采用下送風專用機柜，背對背方式排列，冷風在機柜底部前邊進風，進入數據設備后熱風在數據機柜后側排出，與上送風形式相比空調風機耗電量節(jié)省30%。所以綠色數據中心設備都要求是堅插槽，后端下進風，上端前出風的設備，以滿足數據中心整體布局要要求。

隨著2010年的到來，很多運營商對新一代數據中心的探索都已步入實踐階段。我們看到，IDC規(guī)模正在大幅度升級向云計算數據中心邁進，小型IDC基本不再新建;部分城市開始將城域內的多個IDC進行網絡整合，形成一個邏輯上的城域IDC從而進一步簡化運營管理，統(tǒng)一客戶服務質量，減輕對城域網的流量壓力;還有部分運營商正在開展云計算、云存儲的相關試驗，力爭能在向云計算的邁進的道路上拔得頭籌。我們也相信，新一代數據中心將會帶給人類一個更加精采的網絡世界。