基于云计算的网络技术研究

【关键词】云计算 网络技术 计算机

随着科学技术的快速发展，云计算在最近几年出现，并且引起了业界高度关注。作为一种网络服务模式，云计算就是对各种IT能力，利用网络来实现对其的灵活调用。作为云计算的基本载体，数据中心随着信息量的急剧膨胀面临着巨大压力。而对于当前的云计算来说，传统的数据中心网络已经失去优势，云计算向网络技术提出了更高要求，因此本文以网络技术为研究对象，来探究云计算环境下的网络技术。

1 云计算网络技术框架

数据中心是承载云计算业务的关键部分，也可以说是一种重要的载体。随着云计算的逐步发展，数据中心也在进行一步一步的演进，而且逐渐呈现出绿色化、虚拟化以及规模化的特点。由于云计算数据中心的主要目的就是对云计算业务进行承载，所以从其所呈现出来的新特点就可以看出，数据中心在随着云计算的发展而进行相应的变革。另外，基于传统数据中心来看，其运用的组网模式是对IP网络层次化汇聚模式的沿用，并且通过交换机（以太网、核心、汇聚等交换机）将IT设备，如数据库以及业务等服务器连接至互联网。“南北向”流量是传统数据中心的特点，而其“东西向”流量在服务器之间则非常小。因为传统数据中心大部分是对交互数据的处理，即服务器与互联网用户之间的数据。所以，传统数据中心采取这种组网模式较为合适。但是，随着云计算的发展，其横向流量比重逐渐增大以及大规模计算的特点，就要求更新数据中心网络框架。

如图1所示，基于网络业务到终端，云计算数据中心网络框架可以分为四个部分，即：数据中心之间、虚拟机之间、用户与数据中心之间以及服务器之间。其中，位于数据中心内部的是服务器之间以及虚拟机之间。

1.1数据中心之间

利用城域网的核心层来对同一城域内数据中心之间的网络进行互联，而利用骨干网来对不同城域间的数据中心进行互联。云业务的规模随着云计算数据中心的革新而不断得以扩大，因此有些规模性的云业务就对数据中心提出了要求，即要求位于不同的数据中心，而这就需要搭建二层网络，而且要将其搭建在网络跨数据中心机房内。

1.2 虚拟机之间

我们所说的虚拟机之间，一般指的是物理服务器内的网络，他也可以称之为雪泥机本地互访网络，主要由虚拟交换机（位于软件层面）来实现对网络技术的承载。

1.3 用户与数据中心之间

利用城域网来进行互联，这是用户与数据中心之间传统上的连网方式。随着云计算业务的逐步发展，在数据中心内进行逐步集中部署，会使得用户与数据中心之间的流量增大，而这就要相应的增大其承载网络宽带，且还要向着更加智能的方向发展，从而能够提供不同性能的管道服务，以便适应更加丰富的云计算业务。另外，用户还要考虑在不同需求下，快速切换不同数据中心的问题，尤其是当服务被多个数据中心同时提供时，更应该注重这一问题。

1.4 服务器之间

利用交换机来进行物理服务器之间网络的互联，其主要包含有横向和纵向的流量。其中，横向流量是数据中心分布计算的核心。一般在二层网络内来实现服务器之间的横向迁移以及虚拟机的交换。因此，这就需求大二层网络的组网模式。

2 基于云计算的网络技术分析

2.1 数据中心二层互访网络技术

树状三层网络架构是数据中心一般情况下所采用的网络架构，其分为三层，即接入层、汇聚层与核心层。当树状结构的不同分支上存在两个服务器时，必须通过核心层转发才能够实现两者之间的互访，但是这使得时延大大增加，导致在云计算下三层网络架构已经不能很好的满足横向流量的性能需求。为了解决这一问题，必须对数据中心网络结构进行扁平化处理，实现接入层、汇聚层与核心层三层到接入层与核心层二层结构的转变，从而使得服务器互访性能得以提升，这就是所谓的数据中心二层互访网络技术，它是对树状三层网络架构的更新和升级。

2.2 虚拟机本地互访网络技术

当前，对于虚拟机在同一台物理服务器内的二层网络互访问题，业界正在利用虚拟交换器进行处理，而传统的接入交换机则负责处理跨物理服务器的虚拟机互访问题。服务器内部是虚拟交换机的运行环境，而且基本上是由纯软件来实现，不仅操作简单，而且使用方便。但是，同时它也存在两个问题：第一，性能问题。vSwitch随着虚拟机网络流量的增大会占用越来越多的CPU，从而使得支持虚拟机的服务器能力大大降低。虚拟机本地互访网络技术的出现，成功的解决了这一问题。其中，VEPA和多通道技术，兼容了 vSwitch 实现，它由外部接入交换机来实现对虚拟机报文的处理，利用外部接入交换机能够将同一台物理服务器之间的报文送回原服务器，从而使得报文转发得以实现。总之，虚拟机本地互访网络技术，满足了服务器互访性能的需求。

2.3 用户接入网络技术

用户接入数据时，跨数据中心的二层网络构建会存在以下几个问题：第一，用户如何将虚拟机由数据中心A快速切换到数据中心B；第二，当网络进行多站点分布计算时，用户如何选择数据接入中心。IP地址在虚拟机跨数据中心迁移时是保持不变的，从而使得这一技术变的非常复杂。目前，对这一问题的解决，主要是最新的LISP路由发现技术，其是一种名址分离网络技术，属LpinIP协议。通过两层IP封装，该技术能够保持内层IP地址在虚拟机跨数据中心迁移时不发生任何变化，从而实现最新数据中心用户访问的精确定位，并使得路由最优化。

3 结语

综上所述，网络技术随着云计算大规模的落地实施而逐渐明晰，因此，对基于云计算环境下的网络主流技术的分析和研究将是业界的一个热点，而云计算网络技术未来的发展方向，如SDN 技术等，值得我们关注。

参考文献

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