以SDN為核心的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心

韓昆

湖北工業(yè)大學(xué)

以SDN為核心的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心

韓昆

湖北工業(yè)大學(xué)

大數(shù)據(jù)和云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框架已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前云計(jì)算數(shù)據(jù)中心運(yùn)行需求，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)逐漸暴露出了很多不足，所以必須利用新型技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行改進(jìn)。文章從云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的簡(jiǎn)介及發(fā)展需求出發(fā)，指出了SDN在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并對(duì)以SDN為核心的云計(jì)算數(shù)據(jù)平臺(tái)的具體構(gòu)建方式進(jìn)行分析，具有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

SDN 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心 網(wǎng)絡(luò)虛擬化

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的最大特點(diǎn)便是網(wǎng)絡(luò)虛擬化，在虛擬化技術(shù)的支撐下，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)實(shí)際需求擴(kuò)展數(shù)據(jù)容量，數(shù)據(jù)處理效率和安全性較高，并且數(shù)據(jù)中心的管理是非常簡(jiǎn)單的，管理成本較低，因虛擬化技術(shù)與的眾多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中。但是虛擬化技術(shù)的數(shù)據(jù)流量傳輸為東西方式，并且要求業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)為二層網(wǎng)絡(luò)，具有多條數(shù)據(jù)傳輸路徑及鏈接方式，這些特點(diǎn)又會(huì)反過(guò)來(lái)制約云計(jì)算業(yè)務(wù)的開(kāi)展，所以必須對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心虛擬化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提高其可靠性和穩(wěn)定性。

1 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心簡(jiǎn)介及發(fā)展需求

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心屬于新網(wǎng)絡(luò)時(shí)代催生的產(chǎn)物，以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)基礎(chǔ)、以虛擬化技術(shù)為技術(shù)支撐，采用資源池化的方式將軟件以及數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并管理，在用戶支付相應(yīng)費(fèi)用之后為其提供所需資源。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，為了滿足新時(shí)期的發(fā)展需求，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心必須做出相應(yīng)的調(diào)整。首先，應(yīng)該完成數(shù)據(jù)中心流量從南北形式到東西形式的轉(zhuǎn)變；其次，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)該由物理二層過(guò)渡到邏輯二層；然后，還需要加強(qiáng)對(duì)多租戶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕y(tǒng)一管理和控制力度；最后，還應(yīng)該滿足大數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的彈性需求。這些都是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心過(guò)程中需要解決的問(wèn)題。

2 SDN在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

SDN的中文名字為軟件定義網(wǎng)絡(luò)，屬于一種新型虛擬化技術(shù)，其核心技術(shù)為OpenFlow，在其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框架中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面是相互分開(kāi)的，具有較強(qiáng)的集中控制能力和較高的開(kāi)放性。將SDN應(yīng)用于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，可以在定義好網(wǎng)絡(luò)規(guī)則之后，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)路由器內(nèi)置協(xié)議進(jìn)行修改，不必再對(duì)路由器進(jìn)行多次配置也可以完成數(shù)據(jù)交換；同時(shí)，還可以對(duì)流量進(jìn)行調(diào)控，對(duì)流媒體通道起到臨時(shí)擴(kuò)展作用，有效提高了流媒體業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。并且，當(dāng)租戶數(shù)量較多的時(shí)候，可以按照租戶的實(shí)際需求創(chuàng)建獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)，提高了網(wǎng)絡(luò)控制的靈活性和智能化程度。除此之外，SDN還具有較強(qiáng)的開(kāi)放性，網(wǎng)絡(luò)的拓展延伸能力較強(qiáng)，能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)升級(jí)提供技術(shù)支持，對(duì)于拓寬業(yè)務(wù)模式具有重要作用。

3 以SDN為核心的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心平臺(tái)構(gòu)建

以SDN為核心的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心平臺(tái)主要包括四個(gè)邏輯層，分別為應(yīng)用層、應(yīng)用接口層、網(wǎng)絡(luò)適配器層以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層。

3.1 應(yīng)用層

對(duì)于以SDN為核心構(gòu)建完成的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心平臺(tái)來(lái)講，應(yīng)用層屬于基礎(chǔ)層，在整個(gè)平臺(tái)中起到支撐作用。通過(guò)應(yīng)用層能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)中心與互聯(lián)網(wǎng)的有效連接，同時(shí)，應(yīng)用層中設(shè)有應(yīng)用接口，可以直接對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。應(yīng)用層在底層網(wǎng)絡(luò)和頂層應(yīng)用之間起到連接作用，能夠?qū)崿F(xiàn)兩者之間的良好交互，比如監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量、對(duì)網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行優(yōu)化操作等，都是在應(yīng)用層的支持下完成的。同時(shí)，在應(yīng)用層中如果將多種控制技術(shù)進(jìn)行整合，還可以完成更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)操作，比如設(shè)置網(wǎng)絡(luò)防火墻、創(chuàng)建獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)等。

3.2 應(yīng)用接口層

應(yīng)用接口層顧名思義便是在應(yīng)用層中開(kāi)設(shè)接口，方便與底層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接并對(duì)其進(jìn)行控制。應(yīng)用層的操作指令及數(shù)據(jù)信號(hào)，都需要經(jīng)過(guò)應(yīng)用接口層才能傳遞到底層網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用接口層在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中相當(dāng)于一個(gè)關(guān)卡，通過(guò)設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限和訪問(wèn)密碼，能夠?qū)?yīng)用層的操作指令及數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，只有獲取權(quán)限并持有訪問(wèn)密碼時(shí)，才能順利通過(guò)該層傳遞至地層網(wǎng)絡(luò)，能夠有效避免非法入侵，提高了云計(jì)算數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的安全系數(shù)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)適配器層

網(wǎng)路適配器層屬于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框架中的核心部分，在獲取上層網(wǎng)絡(luò)操作指令之后，可以根據(jù)下層網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行需求，將操作指令的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，保證下層網(wǎng)絡(luò)能夠準(zhǔn)確識(shí)別操作指令，實(shí)現(xiàn)邏輯層與物理層的良好連接。同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)適配器，可以詳細(xì)了解底層網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)，以此作為依據(jù)，尋找最為合適的路徑，完成與下層網(wǎng)絡(luò)的良好的良好連接。并且，能夠時(shí)刻獲取網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)信息，按照租戶的實(shí)際需求對(duì)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)配置。

3.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層可以將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的操作指令以及數(shù)據(jù)信息直接傳遞到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，然后網(wǎng)絡(luò)設(shè)備便會(huì)按照操作指令、利用獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行規(guī)范化運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層具有較強(qiáng)的兼容性，可以實(shí)現(xiàn)不同類型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的良好連接，設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用比較靈活，能夠做到即插即用，可以有效提高云計(jì)算業(yè)務(wù)水平和質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化發(fā)展需求，傳統(tǒng)的的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際需求，不利于云計(jì)算業(yè)務(wù)的良好發(fā)展。為了改善這種情況，就必須將SDN新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于云計(jì)算業(yè)務(wù)中，構(gòu)建云計(jì)算數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行優(yōu)化，提升數(shù)據(jù)中心之間的鏈路利用率，促進(jìn)云計(jì)算業(yè)務(wù)的良好發(fā)展。

[1]蔣穗,梁勇,諸旻,等.云計(jì)算數(shù)據(jù)中心SDN引入研究[J].中國(guó)新通信,2016,(9):18-19

[2]陳元謀,周麗娜.基于SDN的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)探討[J].電子世界,2015，(18):147-148