Alcatel Lucent 數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算

面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心解決方案云計(jì)算概述數(shù)據(jù)中心的新挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心技術(shù)演進(jìn)路線圖阿爾卡特朗訊面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心的愿景阿爾卡特朗訊方案演進(jìn)步驟內(nèi)容

云計(jì)算概述

Conceptsandsamplesofcloudcomputing

CloudcomputingisastyleofcomputinginwhichdynamicallyscalableandoftenvirtualizedresourcesareprovidedasaserviceovertheInternet.云計(jì)算是一種通過Internet以服務(wù)的方式提供動(dòng)態(tài)可伸縮的虛擬化的資源的計(jì)算模式——Wiki定義什么是云計(jì)算通過網(wǎng)絡(luò)，把IT的資源以服務(wù)的形式交付傳統(tǒng)胖客戶端，所有任務(wù)在本地完成，不依賴網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在及未來的瘦客戶端架構(gòu)，依賴網(wǎng)絡(luò)獲取所需資源云計(jì)算的發(fā)展及需求重內(nèi)容提供商，客戶端性能需求逐漸降低云計(jì)算服務(wù)模式分類EC2是一個(gè)讓用戶可以租用云電腦運(yùn)行所需應(yīng)用的系統(tǒng)。EC2借由提供web服務(wù)的方式讓用戶可以彈性地運(yùn)行自己的Amazon機(jī)器鏡像文件，用戶將可以在這個(gè)虛擬機(jī)上運(yùn)行任何自己想要的軟件或應(yīng)用程序。用戶可以隨時(shí)創(chuàng)建、運(yùn)行、終止自己的虛擬服務(wù)器，使用多少時(shí)間算多少錢，也因此這個(gè)系統(tǒng)是"彈性"使用的。AmazonEC2/S3/SQS-TOP500排名231的云計(jì)算平臺(tái)SCRM(68,000customersinJan.2010)無須硬件。無須軟件。沒有煩惱。云計(jì)算服務(wù)競爭激烈“軟件即服務(wù)”(SaaS)產(chǎn)品重新改造數(shù)據(jù)中心模塊(modular)化部署方式虛擬化技術(shù)實(shí)用性注重虛擬技術(shù)的實(shí)用性和穩(wěn)定性客戶端計(jì)算虛擬化技術(shù)的流行，將使客戶端計(jì)算機(jī)技術(shù)迎來新的使用方式Gartner：2010年十大新技術(shù)應(yīng)用展望-云計(jì)算競爭將升溫十大技術(shù)展望中四項(xiàng)和數(shù)據(jù)中心改造及虛擬化應(yīng)用有關(guān)新型數(shù)據(jù)中心的演進(jìn)數(shù)據(jù)中心的新挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心的主要挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)增長、網(wǎng)絡(luò)擁塞、能耗、冷卻系統(tǒng)、維護(hù)管理問題和線纜管理問題是數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問題數(shù)據(jù)中心的大集中FCFCForwarderL2L2L2/L3L2/L3L2/L3L2FastE-GigEGigEGigE/10GigEL3–WAN/MANL3–WAN/MANRegionalOffice/HQ數(shù)據(jù)中心集中降低成本廣域網(wǎng)帶寬變寬/成本降低，使得數(shù)據(jù)進(jìn)一步集中減少數(shù)據(jù)中心的數(shù)量以降低管理成本，提高數(shù)據(jù)一致性客戶網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)：網(wǎng)絡(luò)性能/原始帶寬電的消耗網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂刂茀f(xié)議的擴(kuò)展性大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的操作全球數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的能耗在2000至2005年間翻了一番，到2010年將再增75%-美國斯坦福大學(xué)和勞倫斯伯克萊國家實(shí)驗(yàn)室能耗過高導(dǎo)致的問題：

1.反復(fù)的數(shù)據(jù)流中斷

—服務(wù)器負(fù)擔(dān)過重導(dǎo)致的宕機(jī)、流量浪涌、服務(wù)器瓶頸、連接斷開等會(huì)造成數(shù)據(jù)流中斷，從而影響企業(yè)工作的正常進(jìn)行，帶來巨大的損失。

2.老化的數(shù)據(jù)中心

—隨著功耗與冷卻要求的不斷提高，它們會(huì)造成許多設(shè)備以比預(yù)期更快的速度達(dá)到容量極限，迫使企業(yè)進(jìn)行昂貴的升級(jí)或重新建設(shè)。此外，由于要滿足不斷出現(xiàn)的計(jì)劃外要求，因此建設(shè)成本也將逐漸增加。

3.巨大的服務(wù)器資源浪費(fèi)

—由于負(fù)載設(shè)置過于單一，缺乏均衡設(shè)備，原本僅需要5臺(tái)服務(wù)器即可達(dá)到配置要求的企業(yè)配置了數(shù)十甚至上百臺(tái)服務(wù)器，大量的服務(wù)器資源浪費(fèi)不僅給企業(yè)帶來了成本的上升，更浪費(fèi)了大量的能源和人力物力。數(shù)據(jù)中心的能源消耗和散熱冷卻問題按需部署在線遷移通過虛擬化實(shí)現(xiàn)資源最大化X即使出現(xiàn)硬件故障，也可以避免發(fā)生獨(dú)立于應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的停機(jī)。零停機(jī)、零數(shù)據(jù)丟失！VMwareFT高級(jí)容錯(cuò)技術(shù)VMwareFTlogging帶寬需求~=(平均磁盤讀取速度(MB/s)x8+平均網(wǎng)絡(luò)輸入速率(Mbps))x1.2[20%headroom]ClusterNode1NetworkStorageClusterNode2ConfigurationDataVirtualMachineMemoryContentVHDMemorySyncVirtualMachineUser微軟的虛機(jī)LiveMigration服務(wù)器的處理能力不斷增強(qiáng)，導(dǎo)致其虛擬化的能力增強(qiáng)，單一物理設(shè)備上可以提供更多的虛擬機(jī)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)的利用率大大提高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)接入帶寬提出了要求1G接入向10G接入的變化，以及核心機(jī)10G向40G的遷移服務(wù)器的虛擬機(jī)的遷移要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠追蹤這些變化，動(dòng)態(tài)部署網(wǎng)絡(luò)訪問控制策略虛擬化導(dǎo)致在數(shù)據(jù)中心東西方向從服務(wù)器到服務(wù)器的流量激增，對(duì)現(xiàn)有的主要面向南北方向流量的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了挑戰(zhàn)服務(wù)器虛擬化帶來的挑戰(zhàn)-未來的趨勢(shì)

-數(shù)據(jù)中心技術(shù)演進(jìn)路線圖應(yīng)用流暢的數(shù)據(jù)中心路線圖云計(jì)算交換技術(shù)嵌入應(yīng)用40GigE服務(wù)器端口100GigE鏈路服務(wù)器虛擬化交換技術(shù)多層交換高延遲1GigE服務(wù)器端口網(wǎng)絡(luò)虛擬化

交換技術(shù)低延遲自動(dòng)虛機(jī)移動(dòng)10GigE服務(wù)器端口網(wǎng)絡(luò)融合交換技術(shù)無損以太網(wǎng)FiberChanelOverEthernet40GigE鏈路數(shù)據(jù)中心的流暢應(yīng)用彈性數(shù)據(jù)中心簡化的網(wǎng)絡(luò)2layernetwork(fabric)LowLatencyHighdensityConvergedStorage虛擬化AnytoanyconnectivityVirtualDataCentersCo-existwithPublicCloudVirtualEthernetBridging透明的彈性Localizationoffailures內(nèi)置的安全SecureVirtualDataCenters簡化操作自動(dòng)配置SwitchingfabricApplicationsasaService融合管理Hypervisorintegration低耗電自動(dòng)控制檔案導(dǎo)向VirtualNetworkProfile(vNP)自動(dòng)適應(yīng)VirtualMachineLocationApplicationPerformanceMonitoring策略驅(qū)動(dòng)VirtualMachineMovementAutomatedBandwidthAllocation網(wǎng)絡(luò)理解每個(gè)應(yīng)用臨時(shí)的網(wǎng)絡(luò)需求網(wǎng)絡(luò)安全描述預(yù)期的QoS級(jí)別應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)特殊的潛在需求網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)管理應(yīng)用自動(dòng)將vNP和虛擬機(jī)進(jìn)行綁定自動(dòng)發(fā)現(xiàn)虛擬機(jī)位置網(wǎng)絡(luò)配置根據(jù)虛擬機(jī)位置改變動(dòng)態(tài)的QoS參數(shù)隧道應(yīng)用管理即服務(wù)OmniSwitch6900OmniSwitch6850EvNP應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)配置安全檔案服務(wù)質(zhì)量要求優(yōu)先級(jí)VirtualNetworkProfile多站點(diǎn)數(shù)據(jù)中心和混合云多站點(diǎn)私有云ThefabricmustbeonelogicalstructurethatcanbephysicallyspreadacrossseveralcorporatesitesScalablefromthesmalltomany10,000’sofVM’s虛擬數(shù)據(jù)中心CandefineseparatedepartmentaldatacentersAservicemaybeavailableinmorethanonevirtualdatacenterSecuritycanbeappliedwithineachvirtualdatacenterVirtualdatacenterfootprintisautomaticallyadjustedforvirtualmachinemovement混合云服務(wù)ServiceproviderservicesseamlesslydeliveredfromCloudontothefabricCloudservicescanbecombinedwithlocalservicestoprovidecompositeapplicationforusersWANCorporateDataCenterSite2CorporateDataCenterSite1Multi-SitePrivateCloudFabricProductionFinanceHRCloudDataCenterShortestPathBridging–Mac(SPBM)

客戶的流量在骨干邊緣橋得到處理TheBackboneEdgeBridge(BEB)mapsClientEthernetframesintotheSPBBackboneISIDisdeterminedbasedonsourcevirtualport(UNI)B-VIDisbasedonconfiguration(canbeamappingofC-VIDalso)B-SAistheMACoftheSourceBEBIftheBEBhaslearnedtheassociationbetweenC-DAandB-DA,itusestheB-DA.OtherwiseitissentwiththeMulticastDAaddressForBroadcast/Multicastframe,theMulticastDAisused.CMACspace:1:2:3:4:5:6:7BMACspaceUNIpartofISID1UNIpartofISID1UNIpartofISID1UNIpartofISID1FCoE的市場壓力和動(dòng)力長期挑戰(zhàn):融合的LAN和FC-SAN基礎(chǔ)設(shè)施LANFC-SANLANFC-SANLosslessEthernetstandardsratifiedNICandHBA=CNAWirerate10GigE40/100GigEreadyFCoEReadyHBANICConvergedLAN/FCSAN201020122015想想語音花了多少時(shí)間實(shí)現(xiàn)融合?阿爾卡特朗訊面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心的愿景阿爾卡特朗訊的解決方案的方向-三個(gè)方面解決客戶的問題VirtualizationServer

VirtualizationApplicationVirtualizationDesktopVirtualizationPresentationVirtualization支持虛擬化的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施CentralizedDesktop支持虛擬化的數(shù)據(jù)中心，以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心的多項(xiàng)挑戰(zhàn)高性能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，支持10G-40G-100G的性能擴(kuò)展阿爾卡特朗訊持續(xù)推出新一代的以太網(wǎng)交換產(chǎn)品/模塊，提供40G/100GReady的平臺(tái)新的40G以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)有望在今年推出，新的網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)應(yīng)該具有支持即將誕生的新標(biāo)準(zhǔn)和未來的100G以太網(wǎng)技術(shù)。Source:Dell’OroJanuary2011report單個(gè)端到端的以太網(wǎng)承載IP和用FCoE封裝的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和原生的FC存儲(chǔ)共存Rack-mountedserverswithCNAsEthernetLANEthernetFibreChannel10GigabitEthernetConvergedNetworkSwitchFCoEStorageStorageFC&FCoESANFibre

Channel&FCoEattach阿爾卡特朗訊數(shù)據(jù)中心的愿景

-數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的融合Rack-mountedserversEthernetFibreChannelStorageEthernetLANFibreChannelSAN1GigabitEthernetFibreChannel

HBAs1Gigabit

Ethernet

NICs服務(wù)器用網(wǎng)卡連接到LAN服務(wù)器用HBA卡連接到SAN今天，很多的連接依然是千兆多個(gè)服務(wù)器適配卡，多條線纜，更多的冷卻成本，更多的管理復(fù)雜度通過更高性能的網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，來支持?jǐn)?shù)據(jù)中心的集中，虛擬化和擴(kuò)展通過對(duì)虛擬化的支持，來提高服務(wù)器的利用率，提升可靠性和靈活性，支持云計(jì)算，同時(shí)減少物理服務(wù)器的數(shù)量，降低能耗通過未來融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，簡化布線，減少網(wǎng)絡(luò)/存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)備的總數(shù)量阿爾卡特朗訊數(shù)據(jù)中心愿景的小結(jié)阿爾卡特朗訊方案演進(jìn)步驟ManagementInter-ConnectAlcatel-LucentEnterpriseMeshRackMountedserversBladeserversServiceRouters[77x0SR]10GigECore[OS10K]iSCSIstorageWAN

[DWDM1830]1GigETopOfRack[OS6850E]可是性[VitalSuite]網(wǎng)絡(luò)管理[OmniVista]ServiceAwareMgr

認(rèn)證，授權(quán)，記賬[8950]

虛擬機(jī)器管理

[OmniVista2500]地址管理

[VitalQIP]10GigETopOfRack[OS6900]DataCenterHypervisorFiberChanelStorageAlcatel-Lucent企業(yè)數(shù)據(jù)中心交換方案現(xiàn)在的MeshAnytoAny10GConnectivityLowlatencyMC-LAGeliminatesspanningtreeOptimizedlinkandportutilizationVirtualNetworkProfile(vNP)ApplicationsmanagedasaserviceAutomatedvirtualmachinemanagementVirtualChassisMC-LAGMC-LAGReadyFor

(Nohardwarechangeout)40/100GigELoss-LessEthernetFiberChannelOverEthernetShortestPathBridgingEthernetVirtualBridgePod完全演進(jìn)后的Mesh*AssumingServertoServerTraffic70%withinaPod,20%betweenPodsand10%ViaCoreAnytoAny10/40GigEconnectivityVirtualNetworkProfile(vNP)FiberChanneloverEthernetNetworkvirtualizedwithSPBMulti-siteprivateCloudHybridCloudservices690069006900690069006900OverSubscriptionRate*1.8:1PowerperServerPort7Watts#48URacks10MaxServerPorts(2CoreSwitches)14,400MaxSwitchingCapacity 169Tbps5usAggregateLatency*2402usLatencyAlcatelLucentEnterpriseMesh5x40G…PODPODismadeof6unitsofOS6900-X40meshedwitheachotheracross40GbElinksPODof6ischosentoprovideadirectconnectionfromunittounit–ShortestpathTheendtoendlatencyofthemicrostructureis<2microsecondsAllthecomponentsofthePODareonehopawayfromeachotherandallowalsomultipathflowsandloadsharingaccordingtodifferentconditionsWire-speedperformancewithinthePODwithnooversubscriptionPod6900690069006900690069002402usLatency優(yōu)化東西向流量5PODsconnectedtogethercreateaPODofPODsIthas1200serverportsPort-to-Portlatencyis<4usecsAccountsforinterPODEast-Westtraffic4x40GbEportscreateaPODofPODsmeshfromeachPODPODofPODsPODofPODsPOD4usLatency優(yōu)化東西向流量分子體系架構(gòu)運(yùn)行從數(shù)百臺(tái)服務(wù)器擴(kuò)展到上萬臺(tái)服務(wù)器端口基于標(biāo)準(zhǔn)-ShortestPathBridging(SPB)網(wǎng)狀網(wǎng)可以用統(tǒng)一的方法支持

東西和南北流量模式

<5usec匯聚延遲Mesh的組成POD:Applicationclustersresideinthesamevicinity,combiningthemtogetherprovidesthebestlogicalsegregationandperformanceUpto240serversportswith<2useclatencyPODofPODs:InterconnectedPODsprovideoptimizedtrafficpathforserversinsamelogicaldomains5PODsmakeaPODofPODswith<4useclatencyCore:ProvidesapathforNorth-South,InterDCandInterPODofPODstrafficMeshMesh用于互聯(lián)PODofPODsWANDCtoDC全網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)支持?jǐn)?shù)百單元到上千單元低延遲矩陣支撐數(shù)據(jù)中心內(nèi)部和外部的流量匯聚的端口到端口延遲<5usecs無單點(diǎn)故障Mesh的演進(jìn)5usAggregateLatency*…5x40GServerPorts:14,400OversubscriptionRate1.8:1領(lǐng)先的AlcatelLucent企業(yè)網(wǎng)最佳的投資回報(bào)率L2&L3SolutionMeshCostPerServerFacingPortOmniSwitch10K下一代數(shù)據(jù)中心交換機(jī)OmniSwitch10KBestfitforcoreswitchHighdensitytoreducespacecosts:Upto256,wirerate10GigEportsLowestpowertoreduceenergycosts<2Watts/GbpsBuilttosupport40an100GigEinfutureQ42010FCoEReadyVirtualChassisVMswitchingOmniSwitch6900

10GigE數(shù)據(jù)中心柜頂交換機(jī)RawPerformanceupto64portsof10GigEwirerate,nonblockingLayer2,Layer3,uni-cast,multi-cast128KMACaddressesforlargescaleL2domainsPlatformt