云计算趋势对网络基础架构影响与思考
2013-10-15
针对云计算的变革，文章分析云计算发展的几大趋势，阐述适应云计算的关键是要提供高弹性、高扩展性、易管理和开放的网络，并建议未来理想的云计算网络架构应是一个无阻塞、可自愈、即插即用的黑盒网络平台，它可持续演进，并能提供开放的网络业务。
2005年Jeffery发布Mapreduce全新计算架构文章，2006年亚马逊推出EC2业务，随后Google首次推出“云计算”概念，到 2009年，云计算被主流分析机构认为是战略IT技术之首。云计算成为未来业务提供模式也得到广泛的认同，围绕着云计算的许多新技术创新以及新模式，不断 推动云计算从试点和构想阶段，进入到优化和实用阶段。在该阶段，云计算的网络基础架构如何结合新的趋势，更好地支撑云计算从试点到实用阶段的转型，显得尤 为关键。
云计算趋势
1、持续整合与优化IT架构，向云计算迁移
近几年来， 各企业和政府机构都在持续整合和优化其IT架构，目前效果开始显现。以IBM为例，其已将200多个数据中心整合为12个，并利用虚拟化进一步整合资源， 减少了93%的软件license费用，通过数据中心和IT架构的整合为IBM带来了41亿美元的效益。再如华为，一直在推动虚拟化以及桌面云的应用，到 目前为止已有几百台服务器实施了虚拟化，有效提高了业务提供的可靠性；其上海研究所1万多台PC桌面云的成功应用开始向其它研究所推广，深圳、北京、西安 等都规模部署桌面云，有效提高了员工的工作效率，节约了公司的信息化成本。
与此同时，企业也在积极将其IT业务逐步向云计算平台迁移。根据IDC的报告，2011年有80%的企业应用是在云平台上开发的，到2014年，将有30%的企业应用费用花在云计算供应的业务上。
影响：由于整合以及虚拟化应用使服务器的密度以及利用率提升，云计算网络将对设备性能和端口密度提出较高要求。
2、云计算业务流量和大数据快速增长
预计2015年将有150亿个终端和超过30亿用户接入互联网，全球数据中心IP流量年平均增长率为33%；同时2016年数据将增长到4.8ZB。互 联网业务爆发式发展，尤其是社交网络、电子商务等快速发展以及移动终端的智能化，推动互联网数字化信息的快速增长，同时企业信息化进程和物联网的兴起也正 在推动企业信息的爆发。据IDC预计，2011年全球的信息总量达到1.8ZB，下一个10年，全球存储数据的服务器数量将增加10倍，有待管理的数据量 将增加50倍。
这些猛增的大数据以非结构化数据为主，将成为企业的战略资产，如何低成本有效维护这些数据，以及从数据中发现新的商业 机会， 成为企业面临的新问题。以银行为例，每年积累的个人、公司的账户交易和流水信息在逐年增加，而这些数据也是企业的重要资产，企业需要低成本地维护好大量的 历史账户信息。目前，部分银行开始采用低成本的Hadoop计算存储架构来处理和维护这些信息，取得了良好经济效果，有效地节约了成本。影响：云计算业务 流量的激增，带来了对高性能网络的需求；与此同时，面对数量巨大的大数据处理，业务模式也发生了变化，尤其是Hadoop的低成本软件架构，从评估来看， 该种业务架构将更依赖于网络的带宽、可靠性、适当缓存以及信令优先级保证等因素。
3、服务器正在经历由GE向10GE转变的变革期
2012年3月，占x86服务器市场70%~80%份额的英特尔公司发布了以新一代至强E5处理器为核心的Romley平台。这是一个为云计算而生的服 务器平台，带来了包括处理器、芯片组、主板设计和外围扩展在内的全方位解决方案。该服务器采用低功耗和模块化的10GE以太网LOM设备，即主板直接出 10GBase-T接口，这样使得服务器在具有更强大的处理能力的同时，也提供更快的互连和更高速的IO，突破了GE时代低速IO的诸多限制，这也将开启 10GE服务器时代。
据IDC预计， 数据中心端口将在2012－2014年之间实现GE与10GE端口数量之间的交叉， 即10GE端口数量超过GE端口数量。随着10GE服务器的推出和成熟商用，云计算数据中心也将进一步提升其计算能力和性能，以实现数据快速和高效的处理。
影响：随着Intel平台的发布以及Broadcom低功耗10G电口芯片推出，2012年下半年到2013年，大多数最新的高端服务器将向10GE以太网迈进，同时下一个10年将是10GE的时代。
4、计算时代关注开放的生态链
云计算涉及到云应用、云管理平台、虚拟化平台、分布式存储架构、中间件、服务器、网络、存储等诸多环节，提供端到端解决方案是非常困难的事情，云计算的开放主要通过平台的开源和对外的接口开放，来实现集成与被集成。
在云平台的开源方面， 最好的一个例子就是OpenStack。该平台良好的扩展性吸引大量的云计算IT公司，自2010年发布以来已经增长到2100个项目成员，来自144家 公司；部分企业已推出商用的OpenStack解决方案，据预计，2013年OpenStack将在私有云和公共云领域被规模采用。
云平台厂商在参与开源项目的同时也积极将各自平台开放出来，为合作伙伴提供更好更完善的合作解决方案。亚马逊推出EC2的同时推出开放的API，日前亚马 逊与开源的对手Eucalyptus形成战略联盟，进一步开放API帮助Eucalyptus提供更丰富的EC2业务。再如微软的Hyper-V虚拟化平 台，将其Hyperviser层较为完整地开放，其他企业可基于此平台快速地开发特色的虚拟交换机以及虚拟增值业务。
随着云计算推进， S D N(Software Defined Network, 软件定义网络)也正在被热炒，目前虽然还未有定论，但基本上有两个共识：第一是集中“控制”，这里控制可以是狭义的控制和转发分离，也可以是针对部分业务 的集中控制；第二是网络的开放和可编程，即将网络能力进一步开放出来。
影响：针对网络而言SDN是一个非常好的例子。云计算的网络一方面把网络的能力进一步开放出来，另一方面就是更好地让其他厂商集成自己，并融入到云计算的产业链，为客户提供完善的云计算解决方案。
云计算趋势对网络的影响
从以上趋势：如云计算的整合与优化、业务与数据增长、10GE时代到来以及开放等，可以看出业务的不断变革也推动网络的不断变化。由图1可以看出云计算业务变化对网络连接性提出更高的要求。
