Eine kurze Geschichte der Netzwerktechnologie für Rechenzentren

Das Netzwerk des Rechenzentrums ist eigentlich ein lokales Netzwerk mit zwei Hauptteilen: Daten und Speicher: Das Speichernetzwerk besteht hauptsächlich aus FC-Technologie. Jetzt gibt es IP-SAN, Speicher basierend auf Ethernet-IP-Weiterleitung Das Speichernetzwerk entwickelt sich nicht sehr schnell. Es gibt nicht viele Tricks, daher diskutieren bisher nur wenige Menschen darüber. Daten machen einen größeren Teil des Rechenzentrumsnetzwerks aus, hauptsächlich Ethernet-Netzwerkprotokolle. Es ist nicht schwer festzustellen, dass es zu viele Netzwerkprotokolle und Funktionen von Ethernet gibt. Die Entwicklung dieser Protokolle ist tatsächlich die Geschichte des Netzwerks Die einzelnen Protokolle werden ständig verbessert und in der Praxis angewendet. Natürlich sind einige Protokolle nicht anwendbar und wurden frühzeitig aufgegeben. Ich werde hier nicht die Geschichte der Entwicklung der Netzwerktechnologie nacherzählen. Suchen Sie einfach im Internet und Sie können eine Reihe von Einführungsartikeln finden, die Ihnen ein klares Verständnis der Geschichte der Netzwerktechnologie in den letzten siebzig Jahren vermitteln. Hier sollten wir die Essenz basierend auf den Veränderungen in der Netzwerktechnologie im Laufe der Jahre zusammenfassen und die Essenz der Entwicklung der Netzwerktechnologie sehen.

Das Rechenzentrumsnetzwerk umfasst im Grunde nur die Weiterleitung von Schicht 2 und Schicht 7. Einige Anwendungen von Schicht 4 bis Schicht 7 konzentrieren sich hauptsächlich auf Sicherheit und Lastausgleich, wobei es jetzt auch einige Netzwerkgeräte von Schicht 4 bis Schicht 7 gibt sind in Bezug auf den Anwendungsumfang definitiv nicht Mainstream. Sehr, sehr klein. Nach so vielen Jahren der Entwicklung nutzt das Rechenzentrumsnetzwerk tatsächlich Layer-2- und Layer-3-Netzwerktechnologie.

Die zweite Schicht basiert auf der Weiterleitung von MAC-Adressen, VLAN ist die Broadcast-Domäne, die dritte Schicht basiert auf der Weiterleitung von IP-Adressen und Cross-VLAN-Weiterleitung, die zweite und dritte Schicht verfügen über einige klassische Netzwerkprotokolle wie STP, VRRP, OSPF usw. können diese Technologien bis zu fünfzig kosten. Außer der Verbesserung der Portbandbreite gab es in diesem Zeitraum fast keine Änderungen in der Softwaretechnologie. In den letzten Jahren ist der Umfang des Aufbaus von Rechenzentrumsnetzwerken jedoch immer größer geworden und die Anforderungen an das Netzwerk sind immer höher geworden. Wenn die Netzwerkgröße relativ klein ist, können diese herkömmlichen Technologien immer noch verwendet werden. Mit zunehmender Größe wird die Netzwerkleistung immer schlechter, insbesondere wenn die Anzahl der Schleifen zehn überschreitet Es gibt Topologieänderungen und die Berechnungs- und Schaltgeschwindigkeiten liegen in der Größenordnung von Sekunden oder sogar Minuten, was für das Rechenzentrum untragbar ist. Wenn Sie nach den neuen Standards für Rechenzentren die Stufen drei oder vier (Stufen eins bis vier der von den Vereinigten Staaten veröffentlichten Standards für Rechenzentren) erreichen möchten, darf es das ganze Jahr über keine Unterbrechungen geben und die Zuverlässigkeit muss vier erreichen Neunen und fünf Neunen Die Berechnungskonvergenzgeschwindigkeit kann überhaupt nicht erfüllt werden, und STP verursacht eine enorme Verschwendung von Netzwerkbandbreite.

Da die zweite Schicht anfällig für Schleifen ist und durch blockierte Ports Bandbreite verschwendet wird, muss das Netzwerk in ein vollständiges dreischichtiges Netzwerk umgewandelt werden. Bei der gesamten Schicht-3-Weiterleitung vom Server zum Ausgangsrouter wird die Schleife der zweiten Schicht natürlich vermieden Problem, und alle Ports können Datenverkehr weiterleiten, ohne Bandbreite zu verschwenden. Heutzutage ist diese vollständige dreischichtige Netzwerkarchitektur in vielen Internet-Rechenzentren immer noch sehr beliebt.

Natürlich verfügt das gesamte Rechenzentrumsnetzwerk über drei Weiterleitungsebenen, was zu einer Verschwendung von IP-Adressen führt. Es ist in Ordnung, private Adressen für das interne Netzwerk zu verwenden, aber öffentliche Adressen müssen verwendet werden Das externe Netzwerk muss wissen, wie teuer IPv4-Adressen sind. Für kleine Netzwerke ist dies jedoch nicht möglich. Für große Rechenzentrumsnetzwerke ist dies jedoch nicht möglich. Als Ergebnis entstand die Pseudo-Layer-2-Technologie, die auf der Layer-3-Weiterleitung basiert. Der typische Vertreter ist die TRILL-Technologie, die viele Links transparent zusammenfasst und den Anwendungen der oberen Schicht das Gefühl gibt, dass es sich nur um einen Link handelt. T

RILL ist im Wesentlichen eine Layer-2.5-Technologie, die Layer-3-Routing-Technologien wie Shortest Path und Multipath verwendet, um mehrere Verbindungen in einem großen Layer-2-Netzwerk zu organisieren und Layer-2-Funktionen wie VLAN, Selbstkonfiguration und Multicast zu unterstützen. TRILL verfügt sowohl über die einfachen Konfigurationsfunktionen von Ethernet als auch über die technischen Vorteile des Layer-3-Routings. Obwohl die Einführung von TRILL das Multipath-Problem von Zwei-Layer-Protokollen löst, zerstört es das Multipath-Problem von Drei-Layer-Protokollen.

Gleichzeitig erhöht sich auch die Anwendungskomplexität, da TRILL eine komplexe Verarbeitung von dreischichtigen Protokollen, Multicast, FCoE, Überlastungsmanagement usw. erfordert. Dadurch wird die Gesamtwirtschaftlichkeit der Rechenzentrumsarchitektur verringert, so dass TRILL entstanden ist Es war immer in einem lauwarmen Zustand auf dem Markt. Es wird gelegentlich in Rechenzentren verwendet, ist aber nicht zum Mainstream geworden. Einschließlich SPB, Qfabric, Fabricpath usw. handelt es sich allesamt um gefälschte Layer-2-Technologien, die es ebenfalls nicht zum Mainstream geschafft haben.

Bald entstand das Konzept eines virtuellen Netzwerks, das darin besteht, ein virtuelles Netzwerk auf der Grundlage eines physischen Netzwerks mit drei Schichten aufzubauen Es ist nicht auf physische Netzwerke beschränkt, der typische Technologievertreter ist die VXLAN-Technologie, bei der es sich im Wesentlichen um eine Kapselungstechnologie handelt, die dem Originalpaket eine weitere Schicht von Weiterleitungsheadern hinzufügt. Neben VXLAN gibt es auch NVGRE (Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation)

und STT (Stateless Transport Tunneling Protocol) sind allesamt virtuelle Netzwerktechnologien. VXLAN erfordert lediglich, dass der physische Netzwerkteil weitergeleitet werden kann. VXLAN implementiert eine Datenverkehrsweiterleitung basierend auf den Geschäftsanforderungen. Das gesamte Rechenzentrumsnetzwerk kann in ein Layer-2-VXLAN-Netzwerk basierend auf der physischen Netzwerkweiterleitung der Schicht 3 virtualisiert werden Layer-2-VXLAN-Netzwerk basierend auf Layer-3-Physical-Network-Forwarding. Diese Technologie eignet sich besonders für die Transformation von Layer-2- und Layer-3-Physical-Network-Weiterleitungen die physische Netzwerkstruktur und -konfiguration. Dies ist eine Revolution für Rechenzentrumsnetzwerke.

Aber es ist noch nicht vorbei: Die Menschen sind mit virtuellen Netzwerken nicht mehr zufrieden und wollen die Kontrolle über das Netzwerk stärken, also erscheint SDN. Der Controller gibt Weiterleitungsflusstabellen an das gesamte Netzwerk aus, um die Datenweiterleitung zu steuern, die Weiterleitung und Steuerung von Netzwerkgeräten zu trennen und die Steuerung zu zentralisieren. Dieses Konzept ist fortschrittlicher als die VXLAN-Technologie und kann sich vollständig mit der VXLAN-Technologie ergänzen Verwandeln Sie das Web.

SDN ist keine bestimmte Technologie oder ein bestimmtes Protokoll, sondern eine Idee und ein Framework. Das OpenFlow-Protokoll ist die Grundlage für die Implementierung der SDN-Technologie. Der Controller steuert die Weiterleitung aller Netzwerkgeräte über das OpenFlow-Protokoll. Nicht nur im Netzwerk ist die SDN-Technologie schnell in die Speicher-, Sicherheits- und sogar in das gesamte Rechenzentrum, das sogenannte softwaredefinierte Rechenzentrum, eingedrungen. Heutzutage wird die SDN-Technologie immer noch verbessert und immer mehr Rechenzentren beginnen damit, sie zu testen. Sie hat die Effizienz des Netzwerkbetriebs und der Wartung erheblich verbessert. Dienste können schnell bereitgestellt und Fehler schnell isoliert oder repariert werden.

Mit dem kontinuierlichen Wachstum des Geschäftsvolumens im Rechenzentrum ist der Ruf nach einer Reform der Netzwerktechnologie immer lauter geworden, und es sind viele neue Technologien entstanden. Ich glaube, dass SDN noch lange nicht am Ende ist und weiter fortgeschritten sein wird und perfekt in der Zukunft. Warten wir ab, wann neue Netzwerktechnologien auftauchen.

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