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虚拟化在企业数据中心网络改造中的应用

        【IT168 评论】省级电网企业数据中心信息网络是电网公司信息网中最核心的网络部位,作为企业信息系统运行的重要支撑,数据中心信息网络为电网公司的生产、经营和管理类系统提供基本的数据传输通道。随着国家电网公司“三集五大”建设和改革发展的需要,作为改革发展重要支撑手段的信息系统建设取得了长足发展和重大突破,实现了企业关键系统在国网和省公司的两级集中部署。省公司数据中心集中部署的重要信息系统越来越多,系统交换数据量越来越大。由于电网企业关乎国计民生,电力客户和电网企业对信息系统的连续稳定运行要求非常高,十二五期间国家电网还将开展云计算和硬件资源池建设。所以,支撑核心系统运行的省公司数据中心信息网络面临着“高性能、高带宽、高可靠、高灵活性”的应用需求。为适应电网企业这种新形势下的网络需求,数据中心网络需要不断优化结构。

  网络虚拟化是当前网络发展中重要的研究内容,并且是下一代网络的重要发展方向,其关键思想是实现网络各层的横向整合,将交换网络每一层的多台物理设备使用虚拟化技术形成一个统一的交换架构,减少了逻辑上的设备数量,增加网络对业务部署的灵活性。

  虚拟化整合后的网络系统,对外表现为单台物理设备,因此,在保持网络基本互联条件下(图1左),可将一对虚拟系统之间的多条线缆进行链路捆绑聚合动作(图1中),从而将不同网络层之间的网状互联简化成单条逻辑链路并增加带宽(图1右)。

  1 现状分析

  某省电网企业数据中心网络经过多年的发展和建设,建成了分布在黄山路电网调度大楼、黄山路第二办公楼、芜湖路办公楼三地信息机房的数据中心核心网络。改造前省公司数据中心核心网络是呈星型网络结构,以黄山路数据中心为网络核心节点,黄山路第二办公楼和芜湖路数据中心分别部署一套汇聚交换机,三地机房的接人层交换机经过本地机房汇聚交换机星状接人网络。

  随着省公司数据中心集中部署的应用系统不断增加,现有数据中心网络的技术缺陷和结构弊端日益凸显,主要表现在以下几个方面:

  1)单网络出口:虽然有三地数据中心,但是网络出口只位于黄山路信息机房一处,一旦该节点核心交换机故障或停机检修将造成整个数据中心网络对外联络中断。同时该节点核心交换机负载很高,业务板卡槽位已满配,扩容有难度。

  2)设备资源利用率不高:网络核心节点、三地机房的网络汇聚设备全部采用双机部署。核心交换机双机运行虚拟路由器冗余协议(virtualrouter redundancy protocol,VRRP)实现双机热备。受到VRRP技术制约,两台核心交换机在同一时刻其实只有一台负责业务数据的转发,另外一台处于热备状态。

  3)网络结构复杂:整个网络逻辑结构虽然是星状,但是设备与设备之间的互联链路是全连接(fullmesh)的结构,拓扑关系复杂。

  4)链路资源利用率不高:由于网络在二层转发层面需要按照固定无环的网络结构转发,所以再复杂的物理连接链路最终在逻辑上通过生成树算法协议(spanning tree protocol,STP)算法计算后只表现为单链路在发挥作用,故full mesh的二层链路只有一条链路在真正发挥作用。

  5)网络收敛慢:因为是星状的二层交换网络冗余全依赖STP协议二层收敛,网关依靠VRRP收敛,一旦网络中有设备和链路异常,STP全网收敛时间至少在30秒以上。

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