云計(jì)算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究

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摘要：當(dāng)前，云計(jì)算是繼物聯(lián)網(wǎng)之后網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的又一種商業(yè)運(yùn)行模式。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)的云計(jì)算對(duì)人們的現(xiàn)代生活產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。本文對(duì)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)以及體系構(gòu)架進(jìn)行分析，探討基于云計(jì)算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以推進(jìn)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算環(huán)境；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；信息數(shù)據(jù)

引言

云計(jì)算是一種比較全面的互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模型，其主要作用是靈活自如地調(diào)用每一種IT技能。伴隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，云計(jì)算作為一種新興的技術(shù)，對(duì)提升、優(yōu)化大數(shù)據(jù)及信息的處理有著巨大的作用，云計(jì)算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展又向前邁進(jìn)一大步。

1云計(jì)算技術(shù)的研究

云計(jì)算的計(jì)算方式是利用互聯(lián)網(wǎng)，在各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)）的綜合應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)的。云計(jì)算獲得數(shù)據(jù)及信息的方法主要是利用與互聯(lián)網(wǎng)相連接的硬件設(shè)備?！霸啤笔菍?duì)網(wǎng)絡(luò)的一種形象表達(dá)，多的意思。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也推進(jìn)著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，被越來(lái)越多的人熟知和應(yīng)用。云計(jì)算主要是建立一種隨時(shí)變化的信息源數(shù)據(jù)庫(kù)，主要是通過(guò)分布計(jì)算與虛擬化的手段，將許多相對(duì)分散的信息數(shù)據(jù)聚集而形成[1]。云計(jì)算形成的信息源數(shù)據(jù)庫(kù)是隨著自身所使用的網(wǎng)絡(luò)資源不斷變化的。云計(jì)算中轉(zhuǎn)嫁硬件設(shè)備的方法為企業(yè)極大地節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)也節(jié)約了人力成本?？蛻襞c任務(wù)之間主要靠互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起，這是信息技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，云計(jì)算則適應(yīng)了這一趨勢(shì)。

2云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系框架

信息處理硬件負(fù)責(zé)云計(jì)算的主要工作，云計(jì)算市場(chǎng)呈現(xiàn)一種蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)，促使著處理硬件需求量的增加。互聯(lián)網(wǎng)信息處理的規(guī)?；⒛M化都受到信息處理硬件發(fā)展的影響。信息處理平臺(tái)基于橫向和縱向的兩種交流實(shí)現(xiàn)，在以前的處理平臺(tái)中主要采用縱向交流，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展，橫向數(shù)據(jù)交流量不斷增加，云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的體系骨架進(jìn)一步完善。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)骨架（從工作任務(wù)到最終的客戶）一般可以分為四種：（1）在虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)交互；（2）服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)交互；（3）數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)交互；（4）用戶與數(shù)據(jù)信息中心之間的網(wǎng)絡(luò)交互。其中發(fā)生在數(shù)據(jù)信息中心內(nèi)部的是服務(wù)器、虛擬機(jī)之間的兩種網(wǎng)絡(luò)交互方式。網(wǎng)絡(luò)交互是發(fā)生在虛擬機(jī)之間的，主要是在虛擬交換機(jī)中進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)交互發(fā)生在服務(wù)器之間的，利用交換機(jī)進(jìn)行交互，在服務(wù)器中通過(guò)縱向和橫向兩種流量交互實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)交互發(fā)生在數(shù)據(jù)中心之間的，可分情況對(duì)待：同城時(shí)，可選用城域網(wǎng)解決；不同城時(shí)，可選用骨干網(wǎng)解決。數(shù)據(jù)中心可能因數(shù)據(jù)量的增多而不能及時(shí)完成操作，需要增設(shè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行操作，由此出現(xiàn)二層網(wǎng)絡(luò)的搭架。網(wǎng)絡(luò)交互發(fā)生在用戶與數(shù)據(jù)信息中心的，主要通過(guò)城域網(wǎng)完成交互。現(xiàn)實(shí)生活中，升級(jí)的業(yè)務(wù)、劇增的信息數(shù)據(jù)、流量增大的用戶與信息數(shù)據(jù)中心之間，都促使著更大型、更智能的網(wǎng)絡(luò)寬帶的出現(xiàn)，從而更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸。多個(gè)數(shù)據(jù)信息中心的出現(xiàn)也為我們帶來(lái)了新的問(wèn)題，例如：如何快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)信息中心的轉(zhuǎn)換。

3云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)

3.1虛擬機(jī)本地互訪網(wǎng)絡(luò)

目前狀況下，對(duì)同一臺(tái)服務(wù)器內(nèi)部虛擬機(jī)之間的交互連接使用虛擬交換機(jī)就可以完成。虛擬機(jī)一般單靠軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，不需要硬件設(shè)施的運(yùn)行[2]。雖然這種網(wǎng)絡(luò)交互發(fā)生在虛擬機(jī)之間，其互訪簡(jiǎn)單易行，但存在不少隱患：（1）虛擬機(jī)之間的流量得不到有效的監(jiān)控，傳統(tǒng)的系統(tǒng)已不能適應(yīng)現(xiàn)有的云計(jì)算；（2）當(dāng)虛擬機(jī)通過(guò)虛擬機(jī)的流量增大時(shí)，服務(wù)器信息數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)加大，會(huì)影響虛擬機(jī)的性能。針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)已有了解決的方案。IEEE的802.1QgbEdgeVirtualBridging和IEEE的802.1BrBridgePortExtension，就是針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題提出來(lái)的。兩者方案各有優(yōu)劣，802.1Br需要硬件的支持，802.1Qgb需要修改交換機(jī)的驅(qū)動(dòng)。在具體應(yīng)用中選擇哪一種方案，還需要進(jìn)一步的實(shí)踐檢驗(yàn)。

3.2數(shù)據(jù)中心二層互訪網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心普遍采用的是樹(shù)狀三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，分別為接入層、匯聚層以及核心層。出現(xiàn)兩個(gè)服務(wù)器位于樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的不同分支時(shí)，就需借助核心層來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，但在這期間耗費(fèi)了大量的時(shí)間，云環(huán)境下對(duì)橫向流量增加的性能需求已完全不能得到滿足。若采用增設(shè)防火墻的方式，相當(dāng)于在整個(gè)計(jì)算過(guò)程中增加了一個(gè)VLAN，但虛擬機(jī)也會(huì)因超出VLAN的范疇導(dǎo)致運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題。解決方式是減縮樹(shù)狀結(jié)構(gòu)（三層變兩層，刪除匯聚層）。對(duì)數(shù)據(jù)中心的影響是結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)扁平化，服務(wù)器能力得到強(qiáng)化，從而實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的正常運(yùn)行[3]。數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)扁平化的過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題。多臺(tái)通過(guò)虛擬化技術(shù)虛擬出的服務(wù)器，增加了數(shù)據(jù)信息中心的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。傳統(tǒng)的方法通過(guò)樹(shù)狀協(xié)議繞路解決，很明顯這種方法已不適用現(xiàn)有的需求。控制平面和數(shù)據(jù)的平面虛擬化技術(shù)產(chǎn)生，解決了這個(gè)難題，同時(shí)對(duì)寬帶的利用強(qiáng)化。

3.3數(shù)據(jù)中心跨站點(diǎn)二層互訪網(wǎng)絡(luò)

大數(shù)據(jù)時(shí)代到來(lái)后，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展，如何保證數(shù)據(jù)信息的安全成為信息時(shí)代的主題。傳統(tǒng)方法在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，選擇對(duì)數(shù)據(jù)擴(kuò)容以及備份，但備份的內(nèi)容牽扯到數(shù)據(jù)信息中心時(shí)，就需要對(duì)數(shù)據(jù)信息中心進(jìn)行備份操作。在云計(jì)算的環(huán)境下，需要構(gòu)建跨數(shù)據(jù)中心的的二層互訪網(wǎng)絡(luò)（即進(jìn)行分布式計(jì)算機(jī)以及對(duì)虛擬機(jī)跨點(diǎn)遷移），在目前看來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心直連的狀況很少，主要還是選擇二層互聯(lián)（通過(guò)在IP網(wǎng)上打隧實(shí)現(xiàn)）的方式。最新的技術(shù)仍為個(gè)人私有，傳輸過(guò)程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息中心相互獨(dú)立，確保IP互聯(lián)的永續(xù)性[4]。

3.4用戶接入網(wǎng)絡(luò)

在云計(jì)算環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心二層互訪網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建使得用戶在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)會(huì)遇到以下情況：（1）多站式的分布計(jì)算，讓用戶在選擇數(shù)據(jù)信息中心時(shí)產(chǎn)生困惑；（2）如何快速在業(yè)務(wù)虛擬機(jī)與數(shù)據(jù)中心之間切換、遷移。在實(shí)際具體操作中，用戶大多會(huì)選擇DNS技術(shù)，對(duì)新技術(shù)LISP使用率較低。DNS技術(shù)主要是分散IP地址，用戶與數(shù)據(jù)信息中心的交聯(lián)就是通過(guò)分散出來(lái)的IP實(shí)現(xiàn)的。我們可以假設(shè)一個(gè)條件：虛擬機(jī)跨數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移，IP地址保持不變。在這種情況下，NAT設(shè)備就可以發(fā)揮作用，它可讓IP地址轉(zhuǎn)化為多個(gè)虛擬IP以便用戶切換。

3.5SND技術(shù)

SND是與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的技術(shù)，主要用于控制和分離的分離。傳統(tǒng)技術(shù)中主要通過(guò)拆分控制層實(shí)現(xiàn)三層架構(gòu)。SDN作為最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)受到廣泛的歡迎，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)就是靠它來(lái)實(shí)現(xiàn)，整合信息資源，從而使得網(wǎng)絡(luò)虛擬化以及虛擬機(jī)之間的遷移實(shí)現(xiàn)[5]。

4云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的展望

在云計(jì)算環(huán)境下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展提出更高的要求。一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求可能會(huì)出現(xiàn)多種解決辦法，因此在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)實(shí)際情況實(shí)際分析。目前國(guó)外通過(guò)數(shù)據(jù)中心間的光纖直連，來(lái)解決數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)劇增的問(wèn)題，這對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)有著相當(dāng)大的借鑒意義。通過(guò)多種技術(shù)而實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共連是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的新方向。

5結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)的發(fā)展催促著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新?lián)Q代，傳統(tǒng)技術(shù)在新形勢(shì)下逐步暴露出自身的不足。云計(jì)算環(huán)境下，需要更高層次的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)做支撐，以滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代提出的要求。新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層出不窮，如上文中提到的SND技術(shù)、虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等，以適應(yīng)新的社會(huì)需求。但是要注意新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并不成熟，還要進(jìn)一步投入研究。隨著社會(huì)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)定會(huì)有新的突破，以服務(wù)于現(xiàn)代化建設(shè)。

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作者：夏林 單位：鹽城幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校