虛擬化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)上的PK
原創(chuàng)【51CTO.com獨(dú)家快譯,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處】微軟和加州大學(xué)的研究人員兩個(gè)研究小組本周在巴塞羅那舉行的SIGCOMM大會(huì)上提出了他們的研究成果,每一家都有自己的優(yōu)點(diǎn)。微軟的團(tuán)隊(duì)主要尋求的是高性能,而忽略了所有通訊的要求,加州大學(xué)的團(tuán)隊(duì)主要集中在虛擬機(jī)遷移,最小化配置以及迅速處理故障方面。
微軟的研究人員也討論了虛擬機(jī)遷移和二層處理,但他們采用的方法要求在每個(gè)端點(diǎn)安裝代理。相反,加州大學(xué)研究人員的規(guī)劃是調(diào)整交換機(jī)軟件,而與端點(diǎn)無關(guān)。加州大學(xué)的研究小組是由該校計(jì)算機(jī)科學(xué)系的Amin Vahdat教授領(lǐng)導(dǎo)的,他們提出了一種混合了二層和三層連接的數(shù)據(jù)中心,使大規(guī)模部署成為可能,同時(shí)降低了三層的管理和配置要求。
加州大學(xué)研究人員說他們的PortLand協(xié)議可以支持100000臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò),而且不需要修改任何主機(jī)設(shè)置。該小組的研究報(bào)告指出“PortLand是一種可擴(kuò)展的具有容錯(cuò)能力的二層數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”。Vahdat說“可以讓設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中即插即用,不用配置或修改任何終端設(shè)備,這是PortLand的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)”。
Vahdat還談到,它支持虛擬機(jī)遷移以及某些三層不能做的東西,因?yàn)樘摂M機(jī)可以從一臺(tái)服務(wù)器遷移到另一臺(tái)服務(wù)器上,它還引入了流動(dòng)機(jī)制,為共享PortLand分配的媒體訪問控制(MAC)地址,通過減少地址表的大小克服了大部分交換機(jī)的內(nèi)存限制。
PortLand需要額外的軟件讓交換機(jī)發(fā)現(xiàn)它們?cè)跀?shù)據(jù)中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的位置,這個(gè)軟件也可以讓交換機(jī)分配一個(gè)偽MAC地址給每個(gè)直接連接它們的設(shè)備。
在PortLand下,交換機(jī)維護(hù)MAC前綴表,并負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)通訊內(nèi)容給其它交換機(jī),直到通訊內(nèi)容抵達(dá)目的地。交換機(jī)轉(zhuǎn)換偽MAC到真實(shí)MAC地址,因此通訊內(nèi)容能夠被正確地傳輸?shù)秸_的設(shè)備。
為了方便轉(zhuǎn)發(fā)通訊內(nèi)容,PortLand引入了一個(gè)結(jié)構(gòu)管理服務(wù)器,它實(shí)現(xiàn)了類似于DNS服務(wù)器解析URL到IP地址的功能。在偽MAC和IP地址之間的解析沒有使用廣播方案,交換機(jī)將來自連接它們的主機(jī)的廣播ARP請(qǐng)求重定向到結(jié)構(gòu)管理器,由這個(gè)結(jié)構(gòu)管理器返回正確的IP地址。
結(jié)構(gòu)管理器維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)軟狀態(tài),因此即使它崩潰了,還可以使用PortLand協(xié)議訪問網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)重建地址信息。
如果結(jié)構(gòu)管理器崩潰,在網(wǎng)絡(luò)上的連接時(shí)間可以忽略,因?yàn)樵搮f(xié)議可以恢復(fù)到廣播地址解析模式,如果結(jié)構(gòu)管理器處于正常運(yùn)行狀態(tài),那查找速度是線速的。
PortLand也涉及到了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理員控制和系統(tǒng)管理員控制,沒有使用服務(wù)器或代理直接修改主機(jī)的MAC地址,PortLand架構(gòu)是讓交換機(jī)將真實(shí)MAC地址轉(zhuǎn)換成偽MAC地址的,Vahdat說“我們只是對(duì)交換機(jī)軟件做了一點(diǎn)點(diǎn)修改,對(duì)交換機(jī)硬件沒有做任何變化”。
微軟的研究小組是由Albert Greenberg,David Maltz和Parveen Patel領(lǐng)導(dǎo)的,也涉及到了通過引入一個(gè)雙層系統(tǒng)來解決地址問題。
在微軟的VL2架構(gòu)下,每臺(tái)服務(wù)器都關(guān)聯(lián)了一個(gè)位置特定的它連接的交換機(jī)IP地址,而在PortLand下,一個(gè)VL2目錄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了位置IP到應(yīng)用程序IP的映射。每臺(tái)服務(wù)器上的VL2代理檢索目標(biāo)服務(wù)器附近的交換機(jī)位置特定的IP地址,并將應(yīng)用程序包封裝在它里面。
部署一個(gè)代理和配置服務(wù)器是PortLand專門避開的,但VL2也具有PortLand沒有解決的功能,例如,如果訪問策略拒絕了初始化服務(wù)器到目標(biāo)服務(wù)器的連接,VL2目錄服務(wù)器可以拒絕提供位置特定的IP地址。這讓VL2有能力執(zhí)行強(qiáng)制訪問控制。
微軟的研究人員野心超過了加州大學(xué)的專家,他們研究了數(shù)據(jù)中心的流量模式,設(shè)計(jì)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥屆總€(gè)通訊都可以選擇通信路由,避免了持續(xù)熱點(diǎn)擁堵,并為數(shù)據(jù)中心任何兩臺(tái)服務(wù)器之間提供了統(tǒng)一的高容量。
微軟的研究人員談到,VL2使用了一層高度集成的聚合交換機(jī),在發(fā)生故障時(shí)連接都轉(zhuǎn)向這個(gè)中間交換機(jī),性能下降不明顯。
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原文鏈接:http://www.networkworld.com/news/2009/082009-microsoft-sigcomm.html?hpg1=bn
作者:Tim Greene
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