網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜和龐大不言而喻。那么對于目前，簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重點(diǎn)，從而我們提出了一個新的概念，扁平化網(wǎng)絡(luò)。扁平化是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)的大趨勢。由于服務(wù)器的虛擬化，必須相應(yīng)地出現(xiàn)一種新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)必將轉(zhuǎn)向扁平化和精簡化轉(zhuǎn)變。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變革

IT的傳統(tǒng)角色一直是提供并管理基于技術(shù)的性能，即應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、存儲和服務(wù)器等集合資產(chǎn)。IT是在不同的技術(shù)領(lǐng)域通過項目需求開展的經(jīng)過一個由計劃，到創(chuàng)建，再到運(yùn)行的生命周期。這是一個以交付為導(dǎo)向、以技術(shù)為中心的方法。

在新一代云的語境下，IT必須重新改造，進(jìn)入大規(guī)模變革階段，從以技術(shù)為中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;以服務(wù)為中心”。所謂IT即服務(wù)，必須建立在一個動態(tài)配置的智能型數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)之上。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心更多是技術(shù)的簡單堆疊，數(shù)據(jù)中心建設(shè)由業(yè)務(wù)驅(qū)動的，一段時間之后會發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)變得越來越龐大雜亂，運(yùn)維管理越來越復(fù)雜。孤島式的體系結(jié)構(gòu)信息難以共享，資源難以整合和動態(tài)調(diào)配，不僅導(dǎo)致資源利用率和系統(tǒng)應(yīng)變能力都極低，而且資產(chǎn)利用率和創(chuàng)新效率也遲遲難以提升。

在新一代數(shù)據(jù)中心中，所有的服務(wù)器、存儲器，同時也包括網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施資源將通過虛擬化技術(shù)被池化，形成三大共享基礎(chǔ)設(shè)施資源池：處理池、存儲池以及網(wǎng)絡(luò)池。共享資源池中的資源可按照每一應(yīng)用系統(tǒng)的需求被初始化分配與快速部署。

在這樣一種變革的驅(qū)動下，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必須經(jīng)歷新一輪的扁平化網(wǎng)絡(luò)、融合式網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，只有這樣才能適應(yīng)整體IT架構(gòu)因為整合了盡可能多的基礎(chǔ)設(shè)施而彈性化的需求，各個業(yè)務(wù)模塊之間，IT部門與業(yè)務(wù)部門之間才能更好地相互協(xié)調(diào)、相互支撐，為業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和創(chuàng)新提供更多的可能性空間，提升應(yīng)變能力和生產(chǎn)力。

在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，路由器是不可或缺的重要部件，沒有它將無法和外部網(wǎng)絡(luò)世界建立聯(lián)系，因此，路由器尤其是網(wǎng)絡(luò)的核心路由器必須面對新環(huán)境下新的挑戰(zhàn)。

三層簡化為兩層

國內(nèi)某家企業(yè)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房核心路由器從2006年底運(yùn)行至今，由于業(yè)務(wù)量增加迅速，相關(guān)配置也在增加，出現(xiàn)了CPU負(fù)載過高的現(xiàn)象，甚至為此發(fā)生故障并導(dǎo)致了整個網(wǎng)絡(luò)中斷時間近一個小時。

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用呈爆炸性增長，網(wǎng)絡(luò)流量的分布模式已變得無法預(yù)測，用戶數(shù)量呈指數(shù)曲線增長等等，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境已經(jīng)發(fā)生巨變，激增的數(shù)據(jù)量對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備提出考驗，快速增長的移動性給網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性帶來很大壓力。同時，網(wǎng)絡(luò)也變得非常復(fù)雜，這使得運(yùn)營成本非常高。作為核心的設(shè)備，路由器在網(wǎng)絡(luò)上處于至關(guān)重要的位置，因而也必然面臨著新的變革。

中國工程院副院長鄔賀銓指出，“現(xiàn)在核心路由器的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)適應(yīng)不了業(yè)務(wù)的增加。目前路由器帶寬只能做到四年增加3.7倍，即18個月翻一番，而業(yè)務(wù)流量卻是每年翻一番。”

經(jīng)過多年的技術(shù)演變和業(yè)務(wù)發(fā)展，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)通常都是采用樹狀結(jié)構(gòu)，分為接入層、聚合層和核心層。在大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)流從接入層到聚合層再到核心層，然后再返回，層次越多不僅使用的設(shè)備會越多，延遲也會增加。網(wǎng)絡(luò)中每一跳的代價都很高，而且會增加復(fù)雜性。由于這些操作的重復(fù)和重疊，無法得到想要的性能，也導(dǎo)致了安全性難以保障。

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，是依靠不斷添加機(jī)器來提升網(wǎng)絡(luò)性能的，這種方法增加了數(shù)據(jù)中心的成本和復(fù)雜性。過去，如果要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化，就要以犧牲網(wǎng)速、擴(kuò)展性以及其他性能為代價。然而，在大規(guī)模采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)的新一代數(shù)據(jù)中心里，數(shù)據(jù)流量將主要集中在本地服務(wù)器之間的通信，如果能通過路由器和萬兆以太網(wǎng)交換機(jī)幫助扁平化網(wǎng)絡(luò)和簡化現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，既可動態(tài)及同時支持更多的用戶、服務(wù)以及帶寬，提高性能，也可以幫助用戶節(jié)省運(yùn)營時間，減少數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)資本性支出。

未來的數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會越來越簡單，它可能會由原來的三層變成兩層，即核心層、接入層兩級路由架構(gòu)：由核心層路由器連接云計算數(shù)據(jù)中心與接入層路由器，執(zhí)行各接入層路由匯聚，以及高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。由于云計算對終端的要求必須盡可能簡化，因此要求接入層路由器更加智能化、自動化、多業(yè)務(wù)融合，例如支持豐富網(wǎng)絡(luò)接入方式，具備豐富的QoS策略、安全控制策略、應(yīng)用流量控制、應(yīng)用加速等業(yè)務(wù)處理能力。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)所具有的先天的復(fù)雜性極大地限制了云計算及其他IT系統(tǒng)所需的可持續(xù)性與可擴(kuò)展性。對于新型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來講，簡單就意味著可靠、高效和節(jié)約。無論是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、算法，還是協(xié)議，哪一方面的簡化都有可能帶來減少故障點(diǎn)、提升性能、降低管理難度、減少設(shè)備數(shù)量、降低總體擁有成本等一系列的好處。

虛擬化挑戰(zhàn)

服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化已經(jīng)成為大家認(rèn)可的概念，然而，核心網(wǎng)絡(luò)虛擬化又是什么概念呢？它是如何實(shí)現(xiàn)的？

虛擬化技術(shù)能夠通過資源共享與合并資源來提高效率并降低成本，它已經(jīng)被迅速地應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心與其他設(shè)備上。而在網(wǎng)絡(luò)核心的交換機(jī)和路由器，由于受到法規(guī)、運(yùn)營、組織以及安全等各方面的影響，使得虛擬化工作，變得更具有挑戰(zhàn)性。

根據(jù)瞻博網(wǎng)絡(luò)的大中華區(qū)市場總監(jiān)陳凱解釋，虛擬化的領(lǐng)域存在兩種技術(shù)發(fā)展方向。

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)里，存在著一個大的物理系統(tǒng)，可能如果單一為一個應(yīng)用或者一個用戶所使用的時候，它的利用率會比較低，通過一些虛擬化的技術(shù)，把這一個物理系統(tǒng)，變成多個邏輯上面的子系統(tǒng)，來給不同的應(yīng)用、不同的用戶所使用。

扁平化網(wǎng)絡(luò)的另外一類，就是將一些相對小型的物理系統(tǒng)組合成一個大的虛擬系統(tǒng)，把它變成一個更大的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，來給對應(yīng)用流量和網(wǎng)絡(luò)帶寬要求更高的用戶和應(yīng)用來使用。因此，在網(wǎng)絡(luò)虛擬化方面有這兩個方面不同的技術(shù)和產(chǎn)品。

從設(shè)備本身的角度，如果一臺大的路由器，它的處理能力是非常高的，可能給不同的用戶或者不同的應(yīng)用在使用的時候，它的利用效率就會很低。如果把這一臺大的路由器，也分割成多個小型的邏輯的小路由器，來給不同的用戶和應(yīng)用使用。那么這樣的技術(shù)就叫Virtual Router（虛擬路由器技術(shù)），現(xiàn)在，市場上很多高端的路由系統(tǒng)上面，都支持虛擬路由的技術(shù)。

虛擬化是數(shù)據(jù)中心實(shí)際的運(yùn)營模式，因為它在成本和運(yùn)營方面擁有無可爭辯的優(yōu)勢。將虛擬化的這些優(yōu)點(diǎn)帶入核心網(wǎng)絡(luò)，能夠建立可擴(kuò)展的及安全可靠的網(wǎng)絡(luò)，在提供創(chuàng)新服務(wù)的同時，獲得最大的盈利并保障投資，降低整體擁有成本。 而路由器虛擬化可以獲得更好的故障冗余和管理控制能力，不但可以有效降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性，而且可更好地支持網(wǎng)絡(luò)的安全管理和可擴(kuò)展性。

核心路由器處于網(wǎng)絡(luò)中心，隨著路由器技術(shù)和應(yīng)用模式的新一輪變革的興起，它們將成為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中“新核能”的聚合地。