作者：Nick IIyadis，博通公司基礎設施和網(wǎng)絡(luò )集團副總裁兼首席技術(shù)官 時(shí)代正在變化。計算機網(wǎng)絡(luò )早已不再是由企業(yè)和運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)人員、學(xué)術(shù)、科研機構以及軍隊各自獨立開(kāi)發(fā)、體型臃腫而且笨拙的網(wǎng)絡(luò )系統了。時(shí)至今日，計算機網(wǎng)絡(luò )已成為所有現代通訊的基礎，而不再是政府和軍事人員、研究生和計算機科學(xué)家們專(zhuān)享的設施。如今，任何規模的企業(yè)和個(gè)人都會(huì )以某種形式連接到現代網(wǎng)絡(luò )系統之中。為了容納越來(lái)越多的數據，這些系統以及用于安置它們的數據中心也在不斷擴大。它們變得越來(lái)越大、越來(lái)越普遍，同時(shí)也變得越來(lái)越復雜。 隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的普及，網(wǎng)絡(luò )數據也出現了爆炸式的增長(cháng)，這預示著(zhù)澤字節時(shí)代即將到來(lái)（1 澤字節=1021個(gè)字節的數字信息存儲能力）。思科全球云端指數顯示，到2017年底，全球數據中心每年的IP流量將達到7.7澤字節。問(wèn)題也由此而生。公司和服務(wù)供應商該如何應對日趨復雜的網(wǎng)絡(luò )和對帶寬日益增長(cháng)的需求，同時(shí)仍然保持網(wǎng)絡(luò )的易配置性？更重要的是，他們應如何利用IT基礎設施來(lái)解決現實(shí)問(wèn)題？ 面對未來(lái)的巨大挑戰，必須給出某種解決方案�？上驳氖�，一些新興趨勢可以使計算和IT基礎設施更易擴展，同時(shí)更易管理和配置。另一方面，這些趨勢不僅為網(wǎng)絡(luò )和數據中心帶來(lái)了變革，也同樣改變了人類(lèi)社會(huì )生活、工作和娛樂(lè )的方式。 軟件定義網(wǎng)絡(luò )（SDN） 消費者希望更多地訪(fǎng)問(wèn)高帶寬、多媒體豐富的應用和內容。這為當代網(wǎng)絡(luò )和數據中心帶來(lái)了一系列的問(wèn)題——這些問(wèn)題還會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移變得日益復雜。SDN為這一兩難問(wèn)題提供了答案。它為整個(gè)網(wǎng)絡(luò )提供軟件平臺，實(shí)現集中化的網(wǎng)絡(luò )協(xié)調、控制和編程能力，從而降低了復雜性。 對IT專(zhuān)家而言，將服務(wù)開(kāi)通、優(yōu)化和監控網(wǎng)絡(luò )流量的復雜任務(wù)交給軟件可以帶來(lái)多種潛在優(yōu)勢。具體而言，這種方法為他們提供了一種可編程、可定制的界面，使其可以通過(guò)該界面控制和編排不同抽象層上的設備集合。這不僅將數據中心的流程變得更加靈活，同時(shí)也提高了其性能。這種方法還使數據中心更有效地利用本身資源——這些優(yōu)勢不僅降低了數據中心的運行成本，同時(shí)還提高了效率和生產(chǎn)率。 盡管SDN技術(shù)尚處于起步階段，但不可否認的是，這種技術(shù)對人工的網(wǎng)絡(luò )配置和管理流程將造成巨大的影響。用軟件平臺取代人工流程，必然可以使網(wǎng)絡(luò )管理員更快地推出新服務(wù)和新功能，同時(shí)減少工作中的失誤，并更好的平衡網(wǎng)絡(luò )負載。正是這種能力使SDN成為了網(wǎng)絡(luò )虛擬化和云計算等其它新興趨勢的推動(dòng)者。 網(wǎng)絡(luò )功能虛擬化（NFV） 如果說(shuō)SDN是提供了一種管理和控制日趨復雜的計算機網(wǎng)絡(luò )的方法，那么網(wǎng)絡(luò )功能虛擬化（NFV）則使用戶(hù)可以靈活地將網(wǎng)絡(luò )功能從專(zhuān)用應用服務(wù)器轉移至一般用途服務(wù)器，從而賦予網(wǎng)絡(luò )更高的可擴展性、靈活性和工作效率。服務(wù)供應商無(wú)需再次購買(mǎi)單一用途的路由器或設備，而是在服務(wù)器上以虛擬機的形式實(shí)現該設備所具有的功能。通過(guò)使用標準IT虛擬化技術(shù)將多種網(wǎng)絡(luò )設備整合為符合工業(yè)標準的大容量服務(wù)器、交換機和存儲器，NFV就可以改變網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商搭建、運營(yíng)網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的方式（圖1）。
圖1. NFV的愿景是將多種網(wǎng)絡(luò )設備整合為符合工業(yè)標準的大容量服務(wù)器、交換機和存儲器。（圖片來(lái)源：ETSI NFG） 盡管目前尚處于早期開(kāi)發(fā)階段——NFV架構文件的初版草案最早也要到2015年1月才能完成——但這一技術(shù)可以帶來(lái)不少好處。例如，網(wǎng)絡(luò )功能將在軟件上使用，因此可以簡(jiǎn)單地遷移到網(wǎng)絡(luò )中的其它地點(diǎn)或在這些地點(diǎn)實(shí)例化，而無(wú)需安裝新的設備。此外，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商和服務(wù)供應商也不必配備目前這么多的硬件資產(chǎn)。相反的，他們可以部署更多運行虛擬機的高性?xún)r(jià)比大容量服務(wù)器基礎設施。此外，使用虛擬化技術(shù)還可以消除網(wǎng)絡(luò )功能對硬件的依賴(lài)性，使多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò )功能可以共享同一個(gè)物理硬件。 目前，NFV這一概念仍有一些證明工作還在進(jìn)行之中，但只有首先實(shí)現SDN技術(shù)，才能真正地實(shí)現NFV技術(shù)。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )行業(yè)開(kāi)始邁向虛擬化，很可能出現軟件和硬件資產(chǎn)的融合，很多硬件資產(chǎn)最終都會(huì )被虛擬機所取代。 云計算 如今，我們只需要將插頭插進(jìn)電源就可以為電器充電。我們不需要知道電從哪里來(lái)或如何到達我們家中，只需要知道接入插座就能使用電源。通過(guò)云計算技術(shù)，在計算領(lǐng)域也能實(shí)現相同的概念。 時(shí)至今日，幾乎每個(gè)人都有自己的電腦，每臺電腦上都擁有各自使用的具體程序。這些電腦可能是私人使用，也有可能是白天用于工作而晚上被帶回家的筆記本電腦。假如情況不是這樣呢？如果計算變得不透明，支持它的基礎設施變得像公用設施一般，而非個(gè)人用品，那會(huì )產(chǎn)生怎樣的影響？事實(shí)上，這就是云計算的承諾，讓計算功能、具體應用程序甚至文件變得隨時(shí)隨地可用，而無(wú)需連接到任何特定設備。 這種變化不會(huì )一蹴而就。云計算正在逐漸被大眾所使用，但前提是必要的網(wǎng)絡(luò )基礎設施須全部到位，才能充分發(fā)揮其潛力。一旦這一概念得到實(shí)施，服務(wù)供應商將能夠快速增加容量、提高計算能力，且無(wú)需投資新的基礎設施。而數據中心也將變得更為節能。 云計算還為科學(xué)領(lǐng)域、商業(yè)和社會(huì )帶來(lái)眾多好處。它為科學(xué)家提供了輕松訪(fǎng)問(wèn)數千臺服務(wù)器、獲取科研所需處理能力的方便途徑。而大小企業(yè)也可以利用這種計算能力測試自己的設計或探索成果。云計算還可以改善協(xié)作能力，讓大眾隨時(shí)隨地獲得教育服務(wù)。此外，通過(guò)微博、微信（國外則為Facebook和Twitter）等渠道，它還為個(gè)人掀起社會(huì )、經(jīng)濟和政治變革提供了強大的渠道。 大數據 如今，我們所做的每一件事都會(huì )留下數字足跡，人們期望使用和分析這些信息。很多人使用“大數據”一詞來(lái)描述我們每天生成的、結構化和非結構化并且規模不斷擴大的數據。對于希望監測購買(mǎi)方式、提取具體商業(yè)信息或做出明智戰略決策的企業(yè)而言，收集和分析這種數據非常有意義。同時(shí)，大數據也可以顯著(zhù)提高我們理解和感知周?chē)澜绲哪芰�，幫助我們了解社交網(wǎng)絡(luò )的趨勢，挫敗恐怖主義活動(dòng)，甚至找到治愈癌癥的方法。 許多組織早已開(kāi)始捕捉和分析數據，但每天生成的新數據仍在以爆炸性的速度不斷增長(cháng)。大數據分析使這些組織可以將分析任務(wù)分解為眾多小任務(wù)，在數以百計乃至千計的云端電腦上同時(shí)運行，從而使對巨大、復雜的數據的分析成為可能。由此，企業(yè)就可以從中發(fā)現隱藏模式、未知聯(lián)系及其它有用信息。 綠色數據中心 據《紐約時(shí)報》報道，數據中心可能浪費了90%以上從電網(wǎng)獲得的電力。更為復雜的問(wèn)題是，數據中心變得越來(lái)越大，一根電線(xiàn)上浪費的電力可能被迅速放大很多倍，從而迅速增加能源成本。隨著(zhù)能源成本的失控和計算能力要求的不斷提高，對數據中心的“綠色化”或使用多種技術(shù)和方法降低設備、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò )的運行功率變得越來(lái)越重要。 將基于使用的功率來(lái)代替恒定功率，是可實(shí)施綠化的方法之一。以往，即使在沒(méi)有信息流動(dòng)的情況下，網(wǎng)絡(luò )也隨時(shí)保持開(kāi)啟狀態(tài)。它們保持最大功率僅僅是為了保持設備間鏈路的完整性。而在高能效網(wǎng)絡(luò )世界中，則是根據負載情況（即根據通過(guò)鏈路的具體流量）為鏈路通電和斷電。如果某一設備沒(méi)有運作，電源將會(huì )斷開(kāi)部分電路以減少能源消耗。而在需要時(shí)，則會(huì )迅速啟動(dòng)之前關(guān)閉的部分界面或端口。 利用這種技術(shù)，綠色數據中心就可以實(shí)現更低的能源成本并降低整體運營(yíng)成本。減少數據中心能源使用，還可以實(shí)現每年最高350萬(wàn)噸的二氧化碳減排（以每年用電5萬(wàn)億瓦時(shí)計算，如圖2所示）。
圖2. 本圖展示了在鏈路數量與現在相同的情況下全面部署高效能以太網(wǎng)設備的效果。假設所有10/100兆鏈路都遷移至1G高效能以太網(wǎng)，并將部分數據中心鏈路速度提升為10G。 為滿(mǎn)足帶寬需求爆炸式增長(cháng)和數據中心不斷擴大的趨勢，尋找讓網(wǎng)絡(luò )可擴展、可管理、可配置的方法變得十分必要。開(kāi)發(fā)SDN和NFV之類(lèi)的技術(shù)來(lái)解決這種問(wèn)題，表明網(wǎng)絡(luò )設計和開(kāi)發(fā)模式已經(jīng)逐漸轉變?yōu)橐攒浖䴙橹�。云計算也將發(fā)揮重要作用，它重新定義了人們使用和訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )及數據的方式，而大數據分析則在更加努力和有效的利用這些數據。綠色科技則將通過(guò)解決目前日益嚴峻的能源消耗問(wèn)題，以增強這些先進(jìn)技術(shù)的效果�？偠灾�，這些趨勢不僅將改變網(wǎng)絡(luò )和數據中心的未來(lái)，還將惠及社會(huì )的各個(gè)方面。 作者簡(jiǎn)介：Nicholas (Nick) Ilyadis是博通（Broadcom）公司基礎設施和網(wǎng)絡(luò )集團副總裁兼首席技術(shù)官，他負責為包括網(wǎng)絡(luò )交換、以太網(wǎng)控制器、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、SerDes、PHY、處理器和安全等技術(shù)在內的一系列芯片產(chǎn)品制定產(chǎn)品策略和跨產(chǎn)品線(xiàn)組合方案。在加入博通公司之前，他在北電網(wǎng)絡(luò )公司擔任負責企業(yè)數據產(chǎn)品工程的副總裁。他還在美國數字設備公司（DEC）和 Itek 公司擔任過(guò)工程方面的職務(wù)。Ilyadis 先生擁有新罕布什爾州大學(xué)電子工程碩士學(xué)位和羅切斯特理工學(xué)院的電子工程學(xué)士學(xué)位。 |
