当前位置:数据中心技术专区 → 正文

纵览数据中心三网合一演变趋势

责任编辑:wendy 作者:harbor |来源:企业网D1Net  2013-11-21 17:05:23 原创文章 企业网D1Net

经过几十年的技术发展,到目前为止,在数据中心里普遍存在着三张相对独立的网络:

(1)LAN:用于服务器互连,采用以太网技术;

(2)SAN:用于连接存储设备,主流技术有光纤通道技术Fabric Channel,IP-SAN;

(3)HPC:用于集群计算,主流技术有InfiniBand,以太网技术;

 不难看出,三张网里都已经开始有以太网技术出现了,这些年以太网技术相比其它技术发展的最快、最完善。以太网源于LAN网络,是LAN网络的唯一技术。相比SAN/HPC,LAN的业务对网络性能要求最低,所以以太网这种廉价技术得到了十足发展。

由于在SAN/HPC环境中对网络要求都比较高,所以在最开始,以太网技术根本无法进入这两个领域。存储环境要求网络无丢包,带宽要高,可靠性要高。光纤通道SAN提供了高性能、海量数据传输能力,它很适合于备份和恢复。SAN卸除了LAN的数据备份和恢复压力,从而减少了LAN拥塞、极大地缩短了备份时间,提高了存储资源的利用效率。所以传统的以太网技术根本无法满足存储环境的要求。HPC称之为超算系统,其由大量计算单元组成,特点是优化浮点计算能力。HPC定位于高端、专用,比如科学研究、气象预报、计算模拟、基因测序以及图像处理等等环境中。在这些环境中都与网络要求比较高,要无丢包,延迟低,这样苛刻的条件不是传统的以太网技术所能满足的。

因为以太网技术简单,廉价的特点,以太网技术从来没有停止过发展与完善,与SAN/HPC的FC、IP-SAN,InfiniBand等复杂、封闭、昂贵的技术相比,以太网技术则和Linux操作系统、Android手机操作系统(Linux和Android技术进步发展速度是世界上有目共睹的)一样,提供了一个非常开放的平台,其技术基于的标准文档RFC是全世界技术人才都可以参与的技术文档,这也让以太网技术得到了最快的发展。从以太网技术出现的那天起,诸多的技术人士就再思考如何才能用以太网技术替代SAN/HPC网络技术。为了能够抢入SAN/HPC的网络,IEEE提出了PFC优先权流控(IEEE802.1Qbb)、BM带宽管理(IEEE802.1Qaz)、DCBX增强以太网性能管理协议等一系列适应SAN/HPC网络的新技术。以太网的带宽也已经从当初的10M发展到100G,10GE已经是LAN中应用非常普遍技术,这样的带宽已经大大超过了SAN网络所要求的带宽。以太网技术一直是促进三网走向融合的积极倡导者。从目前的技术演变发展过程,不难预测,未来在数据中心网络中将是以太网一统天下。图1大胆描述了这个演变过程:

 图1:数据中心网络架构演变示意图

图1中(1)描述的现阶段的数据中心网络,三网完全独立,每个网络采用不同的技术架构,支撑着不同的数据中心应用,并采用不同的运维管理方式。图1中(2)描述的是未来5~10年的数据中心网络,在物理上仍是三张独立的网络,但都是采用的同一种技术架构,即以太网技术。由于技术架构相同,管理方便。图1中(3)描述的是以后数据中心终极网络,采用统一技术,并且物理上三网完全融合。采用一套物理网络就可以完成三网的应用。这样的网络演变意味着更少的网卡、线缆、交换机等设备,大大减少转换网关,机房空间和电力消耗,降低了管理和维护成本。而且我们知道,以太网技术成本最低,可靠性也比较高,便于使用。这就使得数据中心网络走向融合成为必然。

为了更好地理解这个网络融合演变过程,在表1中,将三种网络的特点做了详述。

 

特点

现在网络

将来网络

终极网络

    技术实现

复杂(IP/SAN/HPC相互独立)

较复杂(统一使用IP技术)

容易(统一使用IP技术)

      管理

三套独立的管理(完全不同技术架构)

一套管理(相同技术架构)

一套管理(相同技术架构)

    物理布线

三套独立的布线

三套独立的布线

一套独立的布线

    占地面积

      大

      大

      小

      能耗

      高

     较高

      低

    运营成本

        高

         低

         低

    建设成本

        高

         高

         低

    人力成本

 高(需要各种技术人才)

较高(需要以太网IP技术和对HPC/SAN布线技术人才)

低(仅需要以太网IP技术人才)

表1:三种网络技术的特点对比

从表1中不难看出,数据中心最终的网络将是以太网技术一统天下,三网在软硬件上将三合为一。不过,要实现这个过程还有很长的路要走。首先,用户的接受度还不高,虽然三网合一有着明显的成本优势,但是毕竟以太网技术还不够完善,能否在SAN/HPC里大规模部署,用户还有很多顾忌,毕竟一旦采用这种方式,如果出现问题,则损失巨大。其次,SAN/HPC自身的技术并没有停止不前,也在不断地完善和发展,比如FC技术已经从最初的16M发展到16G,并在研究32G的实现技术,应用于HPC的Infiniband协议也如此。目前Infiniband协议应用程序延时在3us,估计一年之后就可以降低到1us的水平。Infiniband标准支持RDMA(Remote Direct Memory Access),使得在使用Infiniband构筑服务器、存储器网络时比万兆以太网以及Fibre Channel具有更高的性能、效率和灵活性,这些优势都将是以太网还无法匹敌的。所以以太网技术要想一统天下,要有很长的路要走,从以太网技术的理论上分析还是有取代SAN/HPC网络技术的可能,但来自SAN/HPC的阻力,来自用户的不信任,使得实际的技术实现推动仍是举步维艰。

不管怎样,数据中心变得越来越大,越来越耗能。这将迫使数据中心的管理者急需建设新一代绿色数据中心,这为三网融合提供了机会,只有三网融合才能使数据中心真正成为绿色数据中心。只有三网融合才能降低数据中心的运营和建设成本,给数据中心运营者带来实实在在的好处,所以我们乐见数据中心网络最终走向真正融合。

关键字:三网合一数据中心

原创文章 企业网D1Net

x 纵览数据中心三网合一演变趋势 扫一扫
分享本文到朋友圈
当前位置:数据中心技术专区 → 正文

纵览数据中心三网合一演变趋势

责任编辑:wendy 作者:harbor |来源:企业网D1Net  2013-11-21 17:05:23 原创文章 企业网D1Net

经过几十年的技术发展,到目前为止,在数据中心里普遍存在着三张相对独立的网络:

(1)LAN:用于服务器互连,采用以太网技术;

(2)SAN:用于连接存储设备,主流技术有光纤通道技术Fabric Channel,IP-SAN;

(3)HPC:用于集群计算,主流技术有InfiniBand,以太网技术;

 不难看出,三张网里都已经开始有以太网技术出现了,这些年以太网技术相比其它技术发展的最快、最完善。以太网源于LAN网络,是LAN网络的唯一技术。相比SAN/HPC,LAN的业务对网络性能要求最低,所以以太网这种廉价技术得到了十足发展。

由于在SAN/HPC环境中对网络要求都比较高,所以在最开始,以太网技术根本无法进入这两个领域。存储环境要求网络无丢包,带宽要高,可靠性要高。光纤通道SAN提供了高性能、海量数据传输能力,它很适合于备份和恢复。SAN卸除了LAN的数据备份和恢复压力,从而减少了LAN拥塞、极大地缩短了备份时间,提高了存储资源的利用效率。所以传统的以太网技术根本无法满足存储环境的要求。HPC称之为超算系统,其由大量计算单元组成,特点是优化浮点计算能力。HPC定位于高端、专用,比如科学研究、气象预报、计算模拟、基因测序以及图像处理等等环境中。在这些环境中都与网络要求比较高,要无丢包,延迟低,这样苛刻的条件不是传统的以太网技术所能满足的。

因为以太网技术简单,廉价的特点,以太网技术从来没有停止过发展与完善,与SAN/HPC的FC、IP-SAN,InfiniBand等复杂、封闭、昂贵的技术相比,以太网技术则和Linux操作系统、Android手机操作系统(Linux和Android技术进步发展速度是世界上有目共睹的)一样,提供了一个非常开放的平台,其技术基于的标准文档RFC是全世界技术人才都可以参与的技术文档,这也让以太网技术得到了最快的发展。从以太网技术出现的那天起,诸多的技术人士就再思考如何才能用以太网技术替代SAN/HPC网络技术。为了能够抢入SAN/HPC的网络,IEEE提出了PFC优先权流控(IEEE802.1Qbb)、BM带宽管理(IEEE802.1Qaz)、DCBX增强以太网性能管理协议等一系列适应SAN/HPC网络的新技术。以太网的带宽也已经从当初的10M发展到100G,10GE已经是LAN中应用非常普遍技术,这样的带宽已经大大超过了SAN网络所要求的带宽。以太网技术一直是促进三网走向融合的积极倡导者。从目前的技术演变发展过程,不难预测,未来在数据中心网络中将是以太网一统天下。图1大胆描述了这个演变过程:

 图1:数据中心网络架构演变示意图

图1中(1)描述的现阶段的数据中心网络,三网完全独立,每个网络采用不同的技术架构,支撑着不同的数据中心应用,并采用不同的运维管理方式。图1中(2)描述的是未来5~10年的数据中心网络,在物理上仍是三张独立的网络,但都是采用的同一种技术架构,即以太网技术。由于技术架构相同,管理方便。图1中(3)描述的是以后数据中心终极网络,采用统一技术,并且物理上三网完全融合。采用一套物理网络就可以完成三网的应用。这样的网络演变意味着更少的网卡、线缆、交换机等设备,大大减少转换网关,机房空间和电力消耗,降低了管理和维护成本。而且我们知道,以太网技术成本最低,可靠性也比较高,便于使用。这就使得数据中心网络走向融合成为必然。

为了更好地理解这个网络融合演变过程,在表1中,将三种网络的特点做了详述。

 

特点

现在网络

将来网络

终极网络

    技术实现

复杂(IP/SAN/HPC相互独立)

较复杂(统一使用IP技术)

容易(统一使用IP技术)

      管理

三套独立的管理(完全不同技术架构)

一套管理(相同技术架构)

一套管理(相同技术架构)

    物理布线

三套独立的布线

三套独立的布线

一套独立的布线

    占地面积

      大

      大

      小

      能耗

      高

     较高

      低

    运营成本

        高

         低

         低

    建设成本

        高

         高

         低

    人力成本

 高(需要各种技术人才)

较高(需要以太网IP技术和对HPC/SAN布线技术人才)

低(仅需要以太网IP技术人才)

表1:三种网络技术的特点对比

从表1中不难看出,数据中心最终的网络将是以太网技术一统天下,三网在软硬件上将三合为一。不过,要实现这个过程还有很长的路要走。首先,用户的接受度还不高,虽然三网合一有着明显的成本优势,但是毕竟以太网技术还不够完善,能否在SAN/HPC里大规模部署,用户还有很多顾忌,毕竟一旦采用这种方式,如果出现问题,则损失巨大。其次,SAN/HPC自身的技术并没有停止不前,也在不断地完善和发展,比如FC技术已经从最初的16M发展到16G,并在研究32G的实现技术,应用于HPC的Infiniband协议也如此。目前Infiniband协议应用程序延时在3us,估计一年之后就可以降低到1us的水平。Infiniband标准支持RDMA(Remote Direct Memory Access),使得在使用Infiniband构筑服务器、存储器网络时比万兆以太网以及Fibre Channel具有更高的性能、效率和灵活性,这些优势都将是以太网还无法匹敌的。所以以太网技术要想一统天下,要有很长的路要走,从以太网技术的理论上分析还是有取代SAN/HPC网络技术的可能,但来自SAN/HPC的阻力,来自用户的不信任,使得实际的技术实现推动仍是举步维艰。

不管怎样,数据中心变得越来越大,越来越耗能。这将迫使数据中心的管理者急需建设新一代绿色数据中心,这为三网融合提供了机会,只有三网融合才能使数据中心真正成为绿色数据中心。只有三网融合才能降低数据中心的运营和建设成本,给数据中心运营者带来实实在在的好处,所以我们乐见数据中心网络最终走向真正融合。

关键字:三网合一数据中心

原创文章 企业网D1Net

电子周刊
回到顶部

关于我们联系我们版权声明隐私条款广告服务友情链接投稿中心招贤纳士

企业网版权所有 ©2010-2024 京ICP备09108050号-6 京公网安备 11010502049343号

^