数据中心局域网设计指南

【51CTO.com 综合报道】数据中心包含了企业员工十分重要的运算资源——不论员工是在总部、大型区域办事处、远端分公司、家庭办公室，还是在客户的办公室。由于最关键的公司运营流程都是在网上执行，因此数据中心网络停机，或效率很低，都会对公司运营以及盈利造成负面影响。数据中心网络必须提供安全、高性能、高可用性的大规模局域网服务，确保网络永远在线，需要的资源永远可以使用，从而大幅提高企业生产力与客户满意度。

企业网络的数据中心局域网

趋势与挑战

数据中心的网络设计除需考虑上述的需求之外，还必须考虑到下列趋势：

虚拟化

虚拟化是一种共享资源的技术，可让单一实体资源以许多个别独立的资源形式出现。反之，虚拟化技术也可让个别独立的实体资源以一个统一资源的形式出现。虚拟化也可以让一个实体资源以一个逻辑资源的形式出现，只是特性稍有不同。虚拟化的优点就是能以最少的努力，建立更复杂的系统。虚拟化技术利用较为低廉的硬件所构建的模块化系统，可轻松地扩充及整合、进行高级的自动化作业、保护信息安全，同时便于管理。虚拟化技术主要用于四大类资源：服务器、存储、网络、用户桌面。

服务器虚拟化可让单一服务器使用 VMware® 或 Microsoft Virtual Server 等软件，以许多机器的形式出现。虚拟化技术适合未充分利用的应用服务器，例如 Web 服务器，但不太适合那些处理器密集型的应用服务器，例如数据库服务器。服务器的虚拟化可以让IT人员更加灵活的分配服务器负载，并且还提供基本的高可用性与灾难恢复服务。

存储的虚拟化可让许多存储阵列/组合或系统，以单一资源的形式出现，实现顺畅的容量扩充、轻松转移、提高资源利用率、简化管理。

网络虚拟化的技术有很多种，如数据转发平面(plane) 虚拟化、控制平面虚拟化和管理平面虚拟化。在网络设备的以太网接口采用 802.1q VLAN 标记，可以保护不同网段的信息安全，这就是数据转发平面虚拟化的例子；在单一路由器上使用虚拟路由器或VRF，支持多个路由域与协议实例 (instance)，则是控制平面虚拟化的例子；管理平台虚拟化的一个例子就是使用虚拟系统 (VSYS)，通过虚拟系统可以在一个单一的物理设备上支持多个虚拟防火牆/VPN 安全系统。通过 MPLS 与 VPLS 提供的虚拟化技术，也可让高速的数据中心骨干网络成为现实，符合整合式局域网架构(consolidated LAN architecture)的性能需求。虚拟化可以让多个交换机以一个交换机的形式运行，不但简化设备配置与管理，也增加稳定性，降低潜在的传输瓶颈。

用户端虚拟化能够使 IT 人员立即给代管桌面提供存取权限。这类代管公司机器适合远程使用者或非公司员工的使用者。采用这种方式，不但很安全，而且管理及升级都很简单。

绿色环保数据中心

在对老的数据中心进行升级与构建新型数据中心时，需要确保数据中心网络的设计可大幅提升能源与空间的效率，同时对环境的影响也要降至最低。所有网络元件在电力、空间、冷却方面的需求，必须列入考虑范围，并与不同架构及系统进行比较，以便确定整个数据中心对环境及成本所造成的影响最小---甚至是小至照明也要顾及。很多时候，相比较采用大量小设备构建数据中心来说，部署更高端以及扩充性更好的系统，能源与空间方面的效率会更高。设计数据中心时，应该把绿色环保考虑在内。如资源的使用量(如电力与冷却)、碳排放量、资源有效利用率等。

数据中心网络设计考虑因素

因为原有的解决方案无法符合这些关键需求，也无法降低成本及简化运营，所以对新的数据中心网络需要重新进行设计。网络设计必须易于扩充及适应未来运算的需要及其他网络服务，同时也不用整个重新设计。新设计的架构应该利用虚拟化之类的技术，大幅提升效率。

可视化 (Visibility)

为了有效维护及管理网络资源，必须监测网络流量与安全事件。通过使用实时报告及历史报告，IT 系统可以大幅提升整个数据中心基础设施的性能与可用性，还能符合法律规定，规划未来能力及容量。通过 IP 流量统计数据，企业还可以了解数据流量、资源利用率，进行故障隔离、规划容量、以及对安全事件进行离线分析和对安全策略进行调整等。广域网络利用率与用户层监测，可让 IT 系统不但能更好地运用网络服务及其他资源，并且更加能够提高应用的功效。当需要对安全事件进行细致分析时，安全的可视化非常重要。通过安全的可视化，可帮助IT人员确定如何处理这些安全事件。此外，通过可视化可以更深入了解特定应用流量。这点很重要，因为我们能进一步了解可影响最终生产力的运营与性能模式。例如：压缩及加速技术可应用在网络层，加快电子邮件的速度；而通过对不同的应用采用不同的政策可确保关键业务的性能需求，特别是当有YouTube这种很耗费带宽的非关键业务的时候。

高性能

为有效处理虚拟化、服务器集中化、数据中心整合的相关性能需求，数据中心网络必须提供高传输量与处理电力，并将延迟降至最低。数据中心局域网也必须大幅提升所有应用传输的性能，无论是本机还是远端。数据中心必须为所有企业用户提供类似局域网的用户体验，无论所在实际地点在哪里。为达到这个目标，数据中心网络必须让应用、服务器、储存装置、网络的性能达到最优化。

广域网络优化技术，例如数据压缩、TCP与应用协议加速、带宽分配、流量优先处理，将用于提升广域网络传输的性能。这些技术也可以应用于数据中心与远端网站 (包括灾备中心) 之间的数据复制、备份及还原。

除了广域网络优化之外，诸如路由器、交换机、防火牆、远程访问设备、其他安全装置等关键基础设施，必须建立在无阻塞 (non-blocking) 的结构上。这样就能确保它们具备必要的性能，可处理更大量的集中化及整合相关联的混合流量类型，并满足在全球各地作业的用户需求。

结语

数据中心网络可说是最珍贵的公司资产。不论在关键运营流程的支持上，或是在目前员工日益分散的情况下，数据中心网络都扮演着不可或缺的重要角色。现在的趋势是数据中心与服务器的集中化及整合，因此构建一张高性能及高可用性的网络是企业成功的关键。数据中心局域网对安全、连接、性能、高可用性的需求日益增长，原有的解决方案无法满足这些需求。因此，必须采用新的数据中心局域网设计，并在满足这些需求的同时进行关键的 IT 规划。此外，新的数据中心局域网还必须能经济有效地进行扩充，灵活的适应新的需求，并能运用虚拟化等新技术，而无需整个进行重新设计。