云计算数据中心网络的集中云和分散云

中国IDC圈7月12日报道：随着互联网的发展，现在的开心、淘宝、新浪微博等等（好孩子不翻墙），虽然使用者看到的只是在简单的页面进行点击输入，但是后台的工作量已经远远不是少量几台大型服务器能够胜任的了，即使天河一号也不见得能搞定。集中云的应用主力就是这些大型的互联网内容提供商们，当然还有一些传统应用如地震、气象和科研项目的计算也会存在此类需求。

了解了需求，下面简单谈下技术，除了按照承载网络类型可分成Infiniband和Ethernet外，根据技术分，还可分为Active-Standby主备与Load Balance负载均衡两类。

主备模式好理解，所有的Server里面只有一台干活，其他都是候着的，只有侦听到干活的歇菜了，才开始接管处理任务。主备模式大部分就二虚一提供服务，多了如三虚一什么的其实意义都不太大，无非是为了再多增加些可靠性。主备模式以各类HA集群技术为代表。

而负载均衡模式复杂一些，在所有的LB技术中都存在两个角色，协调者与执行者，协调者一般是一个或多个（需要主备冗余时），主要工作就是接活儿和分活儿（有点儿像包工头）；而执行者就只处理计算了，分到啥就完成啥，典型的苦力。从流量模型上来说，LB集群技术有来回路径一致和三角传输两种，来回路径一致指流量都是客户发起连接，请求协调者进行处理，协调者分配任务给执行者进行计算，计算完成后结果会都返回到协调者，再由协调者应答客户。

这种结构简单，计算者不需要了解外界情况，由协调者统一作为内外接口，安全性最高。此模型主要应用于搜索和地震气象科研计算等业务处理中。三角传输模型指计算者完成计算后直接将结果反馈给客户，此时由于计算者会和客户直接通信，造成安全性降低，但返回流量减少了协调者这个处理节点，性能得到很大提升。此模型主要应用于腾讯新浪的新闻页面和阿里淘宝的电子商务等WEB访问业务。

集中云在云服务中属于富人俱乐部的范围，不是给中小企业和个人玩的，实际上都是各大互联网服务提供商自行搭建集中云以提供自己的业务给用户，不会说哪天雅虎去租用个Google的云来向用户提供自己的新闻页面访问。集中云服务可能的租用对象是那些高度科研项目，因而也导致当前集中云建设上升到国家宏观战略层面的地位。你能想象哪天百度的云服务提供给总装研究院去计算个导弹轨迹，核裂变什么嘛，完全不可能的事。

最后是多虚一对网络的需求。在集中云计算中，服务器之间的交互流量多了，而外部访问的流量相对减少，数据中心网络内部通信的压力增大，对带宽和延迟有了更高的要求，自然而然就催生出后面会讲到的一些新技术（L2MP/TRILL/SPB等）。

再讲分散云，这块是目前的主流，也是前面提到的云服务的关键底层技术。由于有VMware和Citrix等厂家在大力推广，而且应用内容较集中云更加平民化，随便找台PC或服务器，装几个虚拟机大家都能玩一玩，想干点儿啥都成，也就使其的认知度更加广泛。

虚多的最主要目的是为了提高效率，力争让所有的CPU都跑到100%，力争让所有的内存和带宽都占满。以前10台Server干的事，我整两台Server每台跑5个虚拟机VM（Virtual Machine）就搞定了，省电省空间省制冷省网线，总之省钱是第一位的（用高级词儿就是绿色环保）。技术方面从实现方案来看，目前大致可分为三类：

在操作系统中模拟出一个个跑应用程序的容器，所有虚拟机共享内核空间，性能最好，耗费资源最少，一个CPU号称可最多模拟500个VPS（Virtual Private Server）或VE（Virtual Environment）。缺点是操作系统唯一，如底层操作系统跑的Windows，VPS/VE就都得跑Windows.代表是Parallels公司（以前叫SWsoft）的Virtuozzo（商用产品）和OpenVZ（开源项目）。Cisco的Nexus7000猜测也是采用这种方案运行的VDC技术，但不太清楚为什么会有最多4个VDC的数量限制，也许是基于当前应用场景进行规格控制的一种商业手段。

先说下Hypervisor或叫做Virtual Machine Monitor（VMM），它是管理虚拟机VM的软件平台。在主机虚拟化中，Hypervisor就是跑在基础操作系统上的应用软件，与OS-Level中VE的主要区别在于：

Hypervisor构建出一整套虚拟硬件平台（CPU/Memory/Storage/Adapter），上面需要你再去安装新的操作系统和需要的应用软件，这样底层和上层的OS就可以完全无关化，诸如Windows上跑Linux一点儿问题没有；

主机虚拟化中VM的应用程序调用硬件资源时需要经过：VM内核->Hypervisor->主机内核，导致性能是三种虚拟化技术中最差的。主机虚拟化技术代表是VMware Server（GSX）、Workstation和Microsoft VirtualPC、Virtual Server等。

裸金属虚拟化中Hypervisor直接管理调用硬件资源，不需要底层操作系统，也可以理解为Hypervisor被做成了一个很薄的操作系统。这种方案的性能处于主机虚拟化与操作系统虚拟化之间。代表是VMware ESX Server、Citrix Xen Server和Microsoft Hyper-V.

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