敏捷数据中心网络解决方案

1.背景和挑战

数据中心（ Data Center， DC） 是数据大集中而形成的集成ICT应用环境， 是数据计算、 网络传输、 存储的中心， 已成为支撑企业业务运营的最关键基础设施。 在云计算时代， 如何构建支撑云业务长期发展的数据中心基础架构， 是各大企业和运营商的核心关注点。云计算能帮助企业降低成本， 提高运维效率， 用最少的资源来满足****化的需求。 据Forrester Research显示， 全球云计算应用已经规模开展， 市场规模将由2011年的407亿美元增至2020年的2410亿美元。 其中IaaS 在2014年全球市场营收59亿美元， 而SaaS的市场空间将由2011年212亿美元飞速成长至2016年的928亿美元。 与此同时， 云计算服务也不再是“只见打雷， 不见下雨”， 其生态链也在日趋成熟。 比如， 亚马逊的云服务(AWS)已经在全球190 多个国家和地区展开， 拥有包括《 纽约时报》 、 纳斯达克证券交易所等40多万个商业客户。企业对云计算的需求的已不仅仅是一种随需购买的IT资源方式， 而是推动业务创新与发展的重要动力， 这就是高价值云计算。 对于云计算和数据中心服务提供商而言， 谁能更好的提供高价值云计算服务， 就能更敏捷的抓住市场和客户。 因此， 在云计算应用的逐步发展下， 数据中心SDN也应运而生。 毫无疑问， 利用SDN网络架构， 可以实现对数据中心资源的灵活调度， 为用户提供按需服务， 就像水电一样， 因此SDN可大大加速云计算的发展。 据Quinstreet Enterprise调查表明， 接近30%的数据中心受访者已经部署或打算在2014年部署SDN， 预计到2016年，SDN的市场空间将提升至20亿美元。随着应用规模的增长， 云计算业务和SDN应用将继续推动数据中心的演变， 尤其是“大数据”、 “新业务”、 “多元化”三大热点趋势，对数据中心和其网络架构提出了全新的要求。

趋势一： 大数据日益盛行， 网络流量指数级增长
“ 大数据” 是需要新处理模式才能具有更强的决策力、 洞察发现力和流程优化能力的海量、 高增长率和多样化的信息资产。 大数据具有海量、 多样、 高速、 价值四个显著的特征，其典型业务架构有分布式架构、 服务器集群、 并行计算和社交媒体应用。 大数据的发展极为迅猛： 据IDC分析， 2015年全球Internet总流量将达到当前的4倍,高达966EB； Gartner预计未来5年的企业平均流量将会增长到目前的800%； 全球数据中心IP流量年均增长率为33%， 到2016年数据总量将增长到4.8ZB。 在大数据浪潮中， 数据中心扩张趋势愈发迅猛。 到2020年， 全球数据预计增长50倍， 同时服务器的总量将增长10倍； 数据中心网络规模相应增长10倍， 数据中心的网络容量也将增长40倍。由于大数据带来的指数级流量增长， 数据中心10GE服务器已经成为主流， 到2020年，40GE/100GE服务器将占据主要市场。 同时， 由于数据中心网络40GE/100GE的互联接口成为主流， 数据中心内部流量占据了绝对主导地位。 因此， 更加需要扁平化易扩展的网络架构， 提供无阻塞的高速转发能力。

趋势二： 业务更新速度加快， 需要IT快速响应
企业数据中心管理通常分为IT系统管理和网络系统管理两大部分， IT系统管理员主要通过IT系统创建业务并调配对应的计算和存储资源， 而网络系统管理员则负责网络资源的建设和维护。 当前阶段， IT系统已通过虚拟化和自动化技术大幅提升了部署效率， 但是云业务不仅需要计算和存储资源， 也包括网络资源； 物理网络部署的低效率， 以及其与IT系统的割裂， 日益成为云数据中心的核心矛盾。当前数据中心的虚拟世界（ IT） 和物理世界（ CT/网络） 相互割裂， 造成传统数据中心在新业务上线和业务变更时， 往往需要海量的手动配置。 面对业务快速创新需求， 传统数据中心出现了业务适应缓慢和部署低效的问题， 网络商用速度远远落后于业务需要， 单业务上线时间就需要30天。 此外， 这种割裂在资源统一发放， 故障联动诊断等方面带来了一系列问题，也成为云业务部署效率的****障碍。

趋势三： 多元化生态系统， 需要更开放的网络环境

随着虚拟化、 云计算的不断发展， 数据中心形成了多元化生态系统。 由于平台间的接口标准不一致， 造成平台间无法完全互通的情况， 最终导致数据中心网络无法正确理解业务语言。 同时， 原有的三层网络架构也越来越与数据中心的架构格格不入， 当性能出现瓶颈、 管理开始变得复杂、 硬件的网络设备如何对接虚拟化带来的东西向流量变化， 让网络变得更加的开放融合， 以打破传统烟囱式的壁垒。然而， 由于传统数据中心网络功能由硬件定义， 演进速度慢， 新业务和新功能往往需要更换设备。 这种业务适应缓慢和部署低效的问题， 导致网络商用速度远远落后于业务需要。 如何让企业ICT系统领先对手一步， 如何快速引入新业务和新功能， 如何让网络管理员更多地关注用户体验和业务创新， 而不被复杂和繁琐的设备问题束缚， 答案就是软件定义网络， 即网络可编程。

华为敏捷数据中心解决方案全景

     为了帮助客户快速适应未来的各种云业务变化， 华为公司创新性的推出了面向下一代云计算的敏捷数据中心解决方案， 旨在为客户构筑弹性、 简单、 开放的云数据中心网络， 支撑企业云业务长期发展。 CloudEngine系列是业界领先的高性能数据中心交换机， 基于华为新一代的VRP8操作系统， 支持丰富的数据中心业务特性。 Agile Controller是华为云数据中心网络控制器， 可实现对ICT资源的统一控制和动态调度， 快速部署云业务。 华为敏捷数据中心方案支持业界多个主流云平台， 能够承载各种云业务和云应用， 适用于互联网、 金融、 政府、 能源、大企业、 运营商等各大行业。

华为敏捷数据中心解决方案提供了多层次的网络产品， 旨在为用户提供一站式服务，简化客户的数据中心建网工作。 敏捷数据中心方案基于全球最高配置的旗舰级核心交换机CloudEngine 12800系列， 以及高性能的盒式交换机CloudEngine 7800/6800/5800系列， 可为客户提供高扩展性的数据中心内部互联网络； 同时基于齐全的传输、 路由、 安全及网管产品族， 为客户打造一站式的数据中心网络方案。 按网络架构和功能域划分， 敏捷数据中心方案由如下图所示的4个子解决方案组成： 数据中心内部互联方案（ 云联接方案） 、 数据中心间互联和灾备方案、 数据中心安全与应用优化方案， 以及数据中心网络管理方案。

客户价值
      华为敏捷数据中心采用业界领先的架构， 具备弹性、 简单和开放三大核心价值， 并提供敏捷的方案创新能力， 支撑云业务的快速变化和发展。

弹性： 更敏捷地支撑云业务弹性扩展， 为大数据提供大管道
       三级弹性扩展： 敏捷数据中心方案可以为数据中心网络提供设备级、 系统级和数据中心级的扩展能力， 满足企业云业务10年以上的高速发展需求。

 设备级弹性扩展： 敏捷数据中心方案为用户提供了超大容量的数据中心网络产品， 具备持续的平滑扩容能力， 避免更换设备带来的机房设施改造困扰。 CE12800系列数据中心核心交换机具备业界****的64Tbps交换容量， 可平滑升级至百T以上； CE12800单线卡支持Tbps级的转发能力， 可提供12*100GE等超高性能线卡,为用户提供长期稳定的交换核心。 USG9500系列数据中心安全网关基于业界领先的“ NP+多核+分布式” 架构， 单板可支持160Gbps应用层防火墙吞吐能力， 整机吞吐量达到1Tbps级别， 更可支持9.6亿的****并发连接。

 系统级弹性扩展： 敏捷数据中心方案提供对IETF TRILL协议的完美支持， 通过核心+TOR的典型TRILL组网， 可提供超过512个节点的超大规模二层网络， 支持18000+ 10GE服务器的接入能力。 同时， 敏捷数据中心方案提供华为特有的CSS（ Cluster Switch System） +SVF（ SuperVirtual Fabric） 组合方案， 可以把多台同构或异构的物理交换机虚拟成一台逻辑交换机， 简化网络管理且提高组网可靠性。 CSS是核心交换机集群技术， 多台核心横向虚拟化为一台； SVF则创新性实现了异构交换机的纵向扩展， 多台Leaf交换机虚拟成Spine交换机的远程线卡， 端口灵活扩展， 易于机房布线和设备管理。 华为SVF独家实现了Leaf交换机的本地转发， 在数据中心横向流量占主流的大趋势下， 能够****幅度提高转发效率， 降低网络时延。

   数据中心级弹性扩展： 敏捷数据中心方案可以在多个数据中心间提供高效可靠的三重互联， 满足数据中心间L2、 L3及SAN层业务的互联需求。 敏捷数据中心方案支持业界领先的数据中心二层互联方案EVN（ Ethernet Virtual Network） ， 可以穿越IP WAN实现32个数据中心的跨地域业务扩展。 EVN将多个数据中心整合成超大的IT资源池， 不仅满足多中心间的服务器集群需求， 且支持高达256K的虚拟机跨数据中心自由迁移。 除此之外， 基于华为400G平台路由器和100G波分产品， 敏捷数据中心方案提供了高可靠的“ IP+光” 灾备方案， 保证数据中心业务的永续在线。

 简单： 更敏捷地实现网随云动， 云业务上线周期提速10倍
    联接云业务： 业务驱动， 让IT应用管理员轻松调度网络敏捷数据中心方案以业务为中心， 旨在让IT应用管理员轻松调度网络， 实现“ 网随云动” 。

 IT应用管理员可以基于业务视角， 用业务的语言来定义网络需求（ 应用框架视图） ； 不同的业务拥有独立的应用框架视图， 并可由IT管理员按需调整； Agile Controller具备三类视图的理解和转换能力， 自动将上述应用框架转换为逻辑网络， 并下发配置给物理网络， 从而实现网络资源的随需而动。

 联接ICT资源： 虚拟和物理世界相互感知， 资源统一呈现
       敏捷数据中心方案能够让IT管理员和网络管理员拥有数据中心网络的全局视角， 物理网络和虚拟网络统一呈现， 从而实时掌握全局网络的资源分布、 资源使用和故障状况。

 Agile Controller同时获取虚拟网络和物理网络的信息， 以全网络视角统一管理虚拟和物理网络。 当网络发生故障时， 不但可以及时准确呈现出故障节点， 还能实现虚拟和物理网络的故障联动运维； 同时， Agile Controller还可将业务应用与逻辑网络进行关联， 当网络发生故障时， 上层业务也能及时感知到网络故障， 尽快完成业务调整优化。

 降低TCO： 兼容各种物理网络技术， 平滑演进

 敏捷数据中心方案不仅构筑了一个“ 云联接” 世界， 支撑云数据中心业务发展， 而且能够兼容各种物理网络形态， 平滑演进以保护用户投资。敏捷数据中心方案实现了逻辑网络和物理网络解耦， IT应用管理员只需关注逻辑网络， 根据业务需求来敏捷地定制逻辑网络策略。 同时， 逻辑网络也屏蔽了各种物理网络（ 包括虚拟网络） 的差异， 以及具体网络技术的差异， 从而使得敏捷数据中心能够兼容各种物理网络形态， 避免了更换设备带来的投资浪费。

开放： 更敏捷地无缝联接主流云平台， 让云计算更加简单
全层次开放的网络： 面对日新月异的云业务变化需求， 敏捷数据中心方案为提供全层次的网络开放， 包括开放的网络、 开放的控制器， 以及开放的生态系统， 使数据中心网络能够更敏捷的适应云业务创新， 保障新业务快速上线。
开放的生态系统： 华为秉承以客户为中心的理念， 积极构建云计算数据中心生态系统。 华为敏捷数据中心已与全球多家知名IT厂商及标准组织展开合作， 实现与VMware、 微软、 华为及OpenStack等主流云平台的联接， 网络与IT资源统一管理。 如华为和微软联合推出了Hybrid网络虚拟化方案， CE12800作为硬件虚拟化网关， 为微软虚拟机和园区、 分支用户间， 以及微软虚拟机和其他厂商的虚拟机、 物理服务器间提供高性能互通。 同时， 华为是中国首家OpenStack基金会金牌会员， 积极致力于推动SDN产业链的发展。

华为敏捷数据中心支持全方位的开放和可编程能力：
开放的控制器： 华为Agile Controller是云数据中心网络控制器， 集成了多租户网络管理、 业务链的自动化编排、 以及虚拟机接入控制等功能， 从而实现对ICT资源的统一控制和动态调度，快速部署云业务。 华为Agile Controller具备良好的开放性， 北向接口支持和业界主流云平台对接， 帮助云平台轻松实现网络策略下发及调整； 南向接口基于Open API和OpenFlow， 实现对华为及第三方网络设备的控制和管理。 开放的控制器不仅提高了用户的业务下发效率， 同时还能基于业务特点对网络进行定制， 实现了网络和业务的无缝融合。
开放的网络： 不仅Controller是开放的， 敏捷数据中心同时提供了设备级别的开放， 给客户以多样化的选择。 CloudEngine系列数据中心交换机支持丰富的Open API及标准OpenFlow， 可以直接和主流云平台以及第三方控制器对接， 实现开放的、 可控的网络。 基于ENP芯片构建的全可编程网络， 敏捷数据中心方案可以帮助客户实现快速的业务创新， 新业务上线速度提高10倍。

主要产品系列
华为敏捷数据中心解决方案提供了多层次的网络产品， 如下图和下表所示：