云计算数据中心中的关键问题和核心技术

面向云计算的数据中心发展正是如火如荼。
在实践应用中，各个企业和云服务提供商都碰到了若干类似的问题，简单总结一下。
1 带宽保证
保证数据中心中点对点的无阻塞大容量的带宽。特别是横向流量。传统的以太网采用STP技术，极大限制了带宽资源的供应。这方面目前的解决方案，主要是融合3层的多路经技术，包括Cisco主推的TRILL标准（FabricPath核心技术），和IEEE主推的802.1aq标准（SPB）。
2 低延迟
保证任意两点之间低延迟的互通。这往往跟高带宽矛盾，因为如果采用了3层路由来实现多路经转发，自然会加大网包转发处理的复杂度（包括加减包头，计算等），造成延迟增大。因此，要在保证高带宽的前提下，还能实现低延迟，需要通盘的设计考虑。这方面的技术方案主要有Juniper主推的QFabric，号称实现点到点只有1跳转发，延迟低于5us。
3 虚拟化
包括计算资源虚拟化，存储资源虚拟化和网络资源虚拟化。前两者有大量的成熟方案，包括VMware、EMC和IBM等。对于网络资源虚拟化，目前还处在探讨和摸索阶段。主要有两个问题，一个是如何让vm接入网络，即让网络感知到vm的存在。这方面的工作包括Cisco Nexus 1000v中采用的VN-link技术，Vmware的Vcenter，Xen的Xenserver等。基本都是各家处于自身考虑，设计的私有机制。
另一个问题是如何实现网络在各层，特别是2层的虚拟化。传统Vlan仅仅支持最多4094个segment，而且扩展性差。今年8月份由Vmware和Cisco等提出的VXLAN草案，采用在3层以上搭建overley2层网络的方案，支持2^24个segment，在某种程度上能缓解vlan的缺陷。
4 管理性
数据中心中的资源复杂，特别网络架构与传统的网络不同。在引入大量的虚拟化和其他机制后，通过网络资源来协调整合计算和存储资源，对外统一提供虚拟的云资源，其复杂度要远远超越普通企业网的管理复杂度。无法管理，则意味着云计算只能是纸上谈。这方面包括Xenserver、Openstack都在做一些有意的尝试，但目前还远未到成熟可用的时候。