敏捷數據中心網絡解決方案

1.背景和挑戰

數據中心（ Data Center， DC） 是數據大集中而形成的集成ICT應用環境， 是數據計算、 網絡傳輸、 存儲的中心， 已成為支撐企業業務運營的最關鍵基礎設施。 在云計算時代， 如何構建支撐云業務長期發展的數據中心基礎架構， 是各大企業和運營商的核心關注點。云計算能幫助企業降低成本， 提高運維效率， 用最少的資源來滿足****化的需求。 據Forrester Research顯示， 全球云計算應用已經規模開展， 市場規模將由2011年的407億美元增至2020年的2410億美元。 其中IaaS 在2014年全球市場營收59億美元， 而SaaS的市場空間將由2011年212億美元飛速成長至2016年的928億美元。 與此同時， 云計算服務也不再是“只見打雷， 不見下雨”， 其生態鏈也在日趨成熟。 比如， 亞馬遜的云服務(AWS)已經在全球190 多個國家和地區展開， 擁有包括《 紐約時報》 、 納斯達克證券交易所等40多萬個商業客戶。企業對云計算的需求的已不僅僅是一種隨需購買的IT資源方式， 而是推動業務創新與發展的重要動力， 這就是高價值云計算。 對于云計算和數據中心服務提供商而言， 誰能更好的提供高價值云計算服務， 就能更敏捷的抓住市場和客戶。 因此， 在云計算應用的逐步發展下， 數據中心SDN也應運而生。 毫無疑問， 利用SDN網絡架構， 可以實現對數據中心資源的靈活調度， 為用戶提供按需服務， 就像水電一樣， 因此SDN可大大加速云計算的發展。 據Quinstreet Enterprise調查表明， 接近30%的數據中心受訪者已經部署或打算在2014年部署SDN， 預計到2016年，SDN的市場空間將提升至20億美元。隨著應用規模的增長， 云計算業務和SDN應用將繼續推動數據中心的演變， 尤其是“大數據”、 “新業務”、 “多元化”三大熱點趨勢，對數據中心和其網絡架構提出了全新的要求。

趨勢一： 大數據日益盛行， 網絡流量指數級增長
“ 大數據” 是需要新處理模式才能具有更強的決策力、 洞察發現力和流程優化能力的海量、 高增長率和多樣化的信息資產。 大數據具有海量、 多樣、 高速、 價值四個顯著的特征，其典型業務架構有分布式架構、 服務器集群、 并行計算和社交媒體應用。 大數據的發展極為迅猛： 據IDC分析， 2015年全球Internet總流量將達到當前的4倍,高達966EB； Gartner預計未來5年的企業平均流量將會增長到目前的800%； 全球數據中心IP流量年均增長率為33%， 到2016年數據總量將增長到4.8ZB。 在大數據浪潮中， 數據中心擴張趨勢愈發迅猛。 到2020年， 全球數據預計增長50倍， 同時服務器的總量將增長10倍； 數據中心網絡規模相應增長10倍， 數據中心的網絡容量也將增長40倍。由于大數據帶來的指數級流量增長， 數據中心10GE服務器已經成為主流， 到2020年，40GE/100GE服務器將占據主要市場。 同時， 由于數據中心網絡40GE/100GE的互聯接口成為主流， 數據中心內部流量占據了絕對主導地位。 因此， 更加需要扁平化易擴展的網絡架構， 提供無阻塞的高速轉發能力。

趨勢二： 業務更新速度加快， 需要IT快速響應
企業數據中心管理通常分為IT系統管理和網絡系統管理兩大部分， IT系統管理員主要通過IT系統創建業務并調配對應的計算和存儲資源， 而網絡系統管理員則負責網絡資源的建設和維護。 當前階段， IT系統已通過虛擬化和自動化技術大幅提升了部署效率， 但是云業務不僅需要計算和存儲資源， 也包括網絡資源； 物理網絡部署的低效率， 以及其與IT系統的割裂， 日益成為云數據中心的核心矛盾。當前數據中心的虛擬世界（ IT） 和物理世界（ CT/網絡） 相互割裂， 造成傳統數據中心在新業務上線和業務變更時， 往往需要海量的手動配置。 面對業務快速創新需求， 傳統數據中心出現了業務適應緩慢和部署低效的問題， 網絡商用速度遠遠落后于業務需要， 單業務上線時間就需要30天。 此外， 這種割裂在資源統一發放， 故障聯動診斷等方面帶來了一系列問題，也成為云業務部署效率的****障礙。

趨勢三： 多元化生態系統， 需要更開放的網絡環境

隨著虛擬化、 云計算的不斷發展， 數據中心形成了多元化生態系統。 由于平臺間的接口標準不一致， 造成平臺間無法完全互通的情況， 最終導致數據中心網絡無法正確理解業務語言。 同時， 原有的三層網絡架構也越來越與數據中心的架構格格不入， 當性能出現瓶頸、 管理開始變得復雜、 硬件的網絡設備如何對接虛擬化帶來的東西向流量變化， 讓網絡變得更加的開放融合， 以打破傳統煙囪式的壁壘。然而， 由于傳統數據中心網絡功能由硬件定義， 演進速度慢， 新業務和新功能往往需要更換設備。 這種業務適應緩慢和部署低效的問題， 導致網絡商用速度遠遠落后于業務需要。 如何讓企業ICT系統領先對手一步， 如何快速引入新業務和新功能， 如何讓網絡管理員更多地關注用戶體驗和業務創新， 而不被復雜和繁瑣的設備問題束縛， 答案就是軟件定義網絡， 即網絡可編程。

華為敏捷數據中心解決方案全景

     為了幫助客戶快速適應未來的各種云業務變化， 華為公司創新性的推出了面向下一代云計算的敏捷數據中心解決方案， 旨在為客戶構筑彈性、 簡單、 開放的云數據中心網絡， 支撐企業云業務長期發展。 CloudEngine系列是業界領先的高性能數據中心交換機， 基于華為新一代的VRP8操作系統， 支持豐富的數據中心業務特性。 Agile Controller是華為云數據中心網絡控制器， 可實現對ICT資源的統一控制和動態調度， 快速部署云業務。 華為敏捷數據中心方案支持業界多個主流云平臺， 能夠承載各種云業務和云應用， 適用于互聯網、 金融、 政府、 能源、大企業、 運營商等各大行業。

華為敏捷數據中心解決方案提供了多層次的網絡產品， 旨在為用戶提供一站式服務，簡化客戶的數據中心建網工作。 敏捷數據中心方案基于全球最高配置的旗艦級核心交換機CloudEngine 12800系列， 以及高性能的盒式交換機CloudEngine 7800/6800/5800系列， 可為客戶提供高擴展性的數據中心內部互聯網絡； 同時基于齊全的傳輸、 路由、 安全及網管產品族， 為客戶打造一站式的數據中心網絡方案。 按網絡架構和功能域劃分， 敏捷數據中心方案由如下圖所示的4個子解決方案組成： 數據中心內部互聯方案（ 云聯接方案） 、 數據中心間互聯和災備方案、 數據中心安全與應用優化方案， 以及數據中心網絡管理方案。

客戶價值
      華為敏捷數據中心采用業界領先的架構， 具備彈性、 簡單和開放三大核心價值， 并提供敏捷的方案創新能力， 支撐云業務的快速變化和發展。

彈性： 更敏捷地支撐云業務彈性擴展， 為大數據提供大管道
       三級彈性擴展： 敏捷數據中心方案可以為數據中心網絡提供設備級、 系統級和數據中心級的擴展能力， 滿足企業云業務10年以上的高速發展需求。

 設備級彈性擴展： 敏捷數據中心方案為用戶提供了超大容量的數據中心網絡產品， 具備持續的平滑擴容能力， 避免更換設備帶來的機房設施改造困擾。 CE12800系列數據中心核心交換機具備業界****的64Tbps交換容量， 可平滑升級至百T以上； CE12800單線卡支持Tbps級的轉發能力， 可提供12*100GE等超高性能線卡,為用戶提供長期穩定的交換核心。 USG9500系列數據中心安全網關基于業界領先的“ NP+多核+分布式” 架構， 單板可支持160Gbps應用層防火墻吞吐能力， 整機吞吐量達到1Tbps級別， 更可支持9.6億的****并發連接。

 系統級彈性擴展： 敏捷數據中心方案提供對IETF TRILL協議的完美支持， 通過核心+TOR的典型TRILL組網， 可提供超過512個節點的超大規模二層網絡， 支持18000+ 10GE服務器的接入能力。 同時， 敏捷數據中心方案提供華為特有的CSS（ Cluster Switch System） +SVF（ SuperVirtual Fabric） 組合方案， 可以把多臺同構或異構的物理交換機虛擬成一臺邏輯交換機， 簡化網絡管理且提高組網可靠性。 CSS是核心交換機集群技術， 多臺核心橫向虛擬化為一臺； SVF則創新性實現了異構交換機的縱向擴展， 多臺Leaf交換機虛擬成Spine交換機的遠程線卡， 端口靈活擴展， 易于機房布線和設備管理。 華為SVF獨家實現了Leaf交換機的本地轉發， 在數據中心橫向流量占主流的大趨勢下， 能夠****幅度提高轉發效率， 降低網絡時延。

   數據中心級彈性擴展： 敏捷數據中心方案可以在多個數據中心間提供高效可靠的三重互聯， 滿足數據中心間L2、 L3及SAN層業務的互聯需求。 敏捷數據中心方案支持業界領先的數據中心二層互聯方案EVN（ Ethernet Virtual Network） ， 可以穿越IP WAN實現32個數據中心的跨地域業務擴展。 EVN將多個數據中心整合成超大的IT資源池， 不僅滿足多中心間的服務器集群需求， 且支持高達256K的虛擬機跨數據中心自由遷移。 除此之外， 基于華為400G平臺路由器和100G波分產品， 敏捷數據中心方案提供了高可靠的“ IP+光” 災備方案， 保證數據中心業務的永續在線。

 簡單： 更敏捷地實現網隨云動， 云業務上線周期提速10倍
    聯接云業務： 業務驅動， 讓IT應用管理員輕松調度網絡敏捷數據中心方案以業務為中心， 旨在讓IT應用管理員輕松調度網絡， 實現“ 網隨云動” 。

 IT應用管理員可以基于業務視角， 用業務的語言來定義網絡需求（ 應用框架視圖） ； 不同的業務擁有獨立的應用框架視圖， 并可由IT管理員按需調整； Agile Controller具備三類視圖的理解和轉換能力， 自動將上述應用框架轉換為邏輯網絡， 并下發配置給物理網絡， 從而實現網絡資源的隨需而動。

 聯接ICT資源： 虛擬和物理世界相互感知， 資源統一呈現
       敏捷數據中心方案能夠讓IT管理員和網絡管理員擁有數據中心網絡的全局視角， 物理網絡和虛擬網絡統一呈現， 從而實時掌握全局網絡的資源分布、 資源使用和故障狀況。

 Agile Controller同時獲取虛擬網絡和物理網絡的信息， 以全網絡視角統一管理虛擬和物理網絡。 當網絡發生故障時， 不但可以及時準確呈現出故障節點， 還能實現虛擬和物理網絡的故障聯動運維； 同時， Agile Controller還可將業務應用與邏輯網絡進行關聯， 當網絡發生故障時， 上層業務也能及時感知到網絡故障， 盡快完成業務調整優化。

 降低TCO： 兼容各種物理網絡技術， 平滑演進

 敏捷數據中心方案不僅構筑了一個“ 云聯接” 世界， 支撐云數據中心業務發展， 而且能夠兼容各種物理網絡形態， 平滑演進以保護用戶投資。敏捷數據中心方案實現了邏輯網絡和物理網絡解耦， IT應用管理員只需關注邏輯網絡， 根據業務需求來敏捷地定制邏輯網絡策略。 同時， 邏輯網絡也屏蔽了各種物理網絡（ 包括虛擬網絡） 的差異， 以及具體網絡技術的差異， 從而使得敏捷數據中心能夠兼容各種物理網絡形態， 避免了更換設備帶來的投資浪費。

開放： 更敏捷地無縫聯接主流云平臺， 讓云計算更加簡單
全層次開放的網絡： 面對日新月異的云業務變化需求， 敏捷數據中心方案為提供全層次的網絡開放， 包括開放的網絡、 開放的控制器， 以及開放的生態系統， 使數據中心網絡能夠更敏捷的適應云業務創新， 保障新業務快速上線。
開放的生態系統： 華為秉承以客戶為中心的理念， 積極構建云計算數據中心生態系統。 華為敏捷數據中心已與全球多家知名IT廠商及標準組織展開合作， 實現與VMware、 微軟、 華為及OpenStack等主流云平臺的聯接， 網絡與IT資源統一管理。 如華為和微軟聯合推出了Hybrid網絡虛擬化方案， CE12800作為硬件虛擬化網關， 為微軟虛擬機和園區、 分支用戶間， 以及微軟虛擬機和其他廠商的虛擬機、 物理服務器間提供高性能互通。 同時， 華為是中國首家OpenStack基金會金牌會員， 積極致力于推動SDN產業鏈的發展。

華為敏捷數據中心支持全方位的開放和可編程能力：
開放的控制器： 華為Agile Controller是云數據中心網絡控制器， 集成了多租戶網絡管理、 業務鏈的自動化編排、 以及虛擬機接入控制等功能， 從而實現對ICT資源的統一控制和動態調度，快速部署云業務。 華為Agile Controller具備良好的開放性， 北向接口支持和業界主流云平臺對接， 幫助云平臺輕松實現網絡策略下發及調整； 南向接口基于Open API和OpenFlow， 實現對華為及第三方網絡設備的控制和管理。 開放的控制器不僅提高了用戶的業務下發效率， 同時還能基于業務特點對網絡進行定制， 實現了網絡和業務的無縫融合。
開放的網絡： 不僅Controller是開放的， 敏捷數據中心同時提供了設備級別的開放， 給客戶以多樣化的選擇。 CloudEngine系列數據中心交換機支持豐富的Open API及標準OpenFlow， 可以直接和主流云平臺以及第三方控制器對接， 實現開放的、 可控的網絡。 基于ENP芯片構建的全可編程網絡， 敏捷數據中心方案可以幫助客戶實現快速的業務創新， 新業務上線速度提高10倍。

主要產品系列
華為敏捷數據中心解決方案提供了多層次的網絡產品， 如下圖和下表所示：