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华为CloudFabric解决方案:构建极简高效的云数据中心网络

2017年9月6日 18:55  CCTIME飞象网  

飞象网讯 (一飞/文)行业数字化转型正在加速企业DC云化,预计到2025年85%的企业应用将部署到云上,云计算正成为各行各业的基本能力,行业云兴起、企业成为云化主角。如何快速构建一个支撑数字化转型的云数据中心成为企业的当务之急,而数据中心网络作为构建云的基石面临架构设计复杂、部署周期长、故障定位难等挑战,成为行业数字化转型的关键制约因素。

针对这些挑战,在2017华为全联接大会HUAWEI CONNECT期间,华为发布了CloudFabric解决方案,首次在数据中心领域提出面向应用场景的模型化组网概念,并发布面向高可用(High Availability)、超大规模(Hyperscale)、高性能计算(HPC, High Performance Computing)三个特定场景的数据中心Fabric模型。同时发布了全新升级的网络智能分析及运维平台FabricInsight,为企业构建一张极简设计、极简部署和极简运维的云数据中心网络。

HPC模型:专为需要高性能计算的数据中心所设计

HPC(高性能计算)是一类特别的计算和应用场景,硬件上有大量的并行超级计算机集群,通过网络进行密集的通信和级联。HPC系统能够快速准确计算出结果,有助于解决商业和科学研究中面临的问题,所以HPC系统越来越多的被科研机构、政府部门、商业组织所采用。

然而,目前HPC面临着诸多挑战。据华为网络产品线副总裁李向军介绍,比如计算网络要求低时延、零丢包,但目前市面上多采用Infiniband高速网络的架构;传统以太网达不到和Infiniband同等的低时延水平。

此外,随着HPC和商业的结合,特别是AI的兴起,一些大型HPC网络出现,节点从过去的几百扩展到数千台规模,Infiniband架构瓶颈出现;由于基于Credit的反压等报文拥塞控制机制算法复杂,Infiniband架构只能支持一千台以下的网络规模,大型HPC网络无法实现平滑弹性扩展。

“再有,传统HPC网络中,数据传输、网络管理采用以太网架构;计算网络采用Infiniband网络架构;不同架构需要两套人员管理和维护,运维成本高。”李向军说。

华为基于独家创新算法,推出业界首家基于以太网架构达到Infiniband同等性能的HPC网络解决方案,通过100G Spine-leaf相比传统专用高性能网络组网规模提升5倍,并基于华为独创的拥塞调度算法,让HPC的任务平均计算时长降低40%。

High Availability Fabric模型:面向高可靠、高安全和智能运维场景数据中心

当前,某些行业对于安全性要求极高。以金融行业为例,数据中心网络存在以下要求和挑战:

可靠:全球银行监管机构要求金融IT系统发生故障甚至毁灭性灾难时仍可对外提供连续不间断的金融服务;如中国银监会规定,银行网络中断时间超过3小时,定位一级故障并需上报国务院。

安全:为确保数据安全,数据中心采用零信任安全模式(zero-trust security),确保东西向流量安全;而银行现网每年上万次安全策略调整,关联关系复杂,手工操作容易出错,问题影响面巨大。

运维:业务发展给网络运维带来巨大压力,一方面,随着数据中心云化,网络管理规模急需膨胀。以某金融企业为例,过去五年网元数量增加10倍,故障增加18倍;另一方面,银行现网业务重要级别高,影响面大;一旦发现故障,需要在最短时间内快速定位和修复。

华为推出的高可用(High Availability)Fabric模型:专为高可靠,高安全和智能运维场景的数据中心网络所设计,在金融等行业保障关键(Critical)应用数据中心业务 7*24小时全天候运行。该Fabric模型拥有Fabric级可靠性确保业务零中断,应用级高安全实现虚拟机级别的安全防护,以及智能运维的特点。

Hyperscale Fabric模型:匹配互联网业务场景的Fabric最佳选择

李向军告诉记者,以互联网行业为例,随着业务的蓬勃发展,ISP数据中心网络规模持续扩张,带来如下挑战:

数据中心弹性扩展与网络性能压力:ISP数据中心规模持续扩张,部分超大型数据中心服务器规模可达到几万台; Spine-Leaf架构中,核心交换机和TOR交换机间full-mesh,布线数量巨大,管理复杂。视频、搜索等大数据业务网络流量急剧增加,由于频繁的多台服务器并发访问1台服务器,呈现出典型的流量突发等特征,瞬时流量超过带宽的多倍。因此,数据中心网络要支持弹性扩展的同时、降低布线的成本、提高网络性能,确保业务的连续性。

网络自动化部署压力:在几万台规模的数据中心中,网络设备超过几千台,大量重复的配置动作急需要自动化的脚本配置能力,同时网络从原来支撑业务的服务,转变为向企业销售、即买即用的云商品,网络部署必须在数分钟内完成,对网络的自动化能力提出了更高的要求。

多云协同管理压力:互联网行业不同业务对计算资源的I/O性能要求存在差异,数据中心网络需要同时支持多种计算资源的接入,并支持裸金属、虚拟机(VM)、容器等多种计算资源的统一云化管理。为了实现计算存储网络的统一管理,数据中心网络需要支持与业界主流多家云平台开放对接,提供灵活的多云混合管理能力。

超大规模(Hyperscale)Fabric模型就专为具备大规模高扩展无阻塞网络、自动化管理云和多云混合场景的数据中心网络所设计,在互联网行业被广泛应用。该Fabric模型利用开放SDN架构可实现多云协同场景下统一的资源调度和网络自动发放,并提供了业界首个100G双纤光模块,大幅降低100G  Fabric下的CAPEX和OPEX。

同时,华为CloudFabric解决方案,全新升级了FabricInsight智能网络分析及运维平台,通过全网真实流采集分析,实时呈现应用与网络的关联和健康度,实现分钟级故障定位;基于百亿数据秒级检索能力,精准回放历史故障,优化改进网络中短暂性突发异常;通过Telemetry实时遥测技术,综合评估网络SLA(Service-Level Agreement,服务等级协议),主动预测未知风险,最终,开启智能网络分析及运维新时代。

华为CloudFabric解决方案,基于面向特定应用场景的模型化Fabric组网,大幅简化网络架构设计难度,设计周期从月到天,实现极简设计;基于开放SDN架构和网络配置及安全策略的自动化发放,业务上线周期从周到分钟,实现极简部署;基于FabricInsight智能网络分析及运维平台,提高决策的智慧含量,故障定位时间从小时到分钟,实现极简运维。面向未来, CloudFabric解决方案作为华为全面云化网络的重要组成部分,致力于帮助更多的行业和企业与云一起成长。

编 辑:霏雯
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