数字经济欲创新,需要先冲破“多云孤岛”

云计算诸多功能实现上,打破信息孤岛也是被寄予厚望的使命之一。

通过将分散、孤立、异构的业务应用统一迁移到云计算环境,在空间和地理位置上,为数据共享创造外部条件。统一到云计算的旗帜下将有助于数据交换和迁移,云计算也因如此备受推崇,并逐渐演变为潮流和方向。

但理想丰满,现实骨感,如今很多企业应用已经上云,但随之也形成了很多孤立的云,比如用于办公的云、桌面云或者开发团队的容器云;不仅如此,还有些企业应用部署到公有云,同时构建了多个地理位置分布的云容灾或云数据中心,这都加剧了孤立云的存在,难以协调和统一,不仅带来了运维管理上的复杂性,同时也阻碍了数据信息资源的有效共享,严重制约数字创新和应用。

有没有更好的方法应对孤立云的现象呢?

融合数据资源,从网络开始

首先要解决的就是网络问题。

通过构建一个类似企业网的二层网络,让各个业务应用和资源,运行在不同VLAN之间,也就是传输以东西流量为主,尽可能减少跨企业网的南北流量的访问,避免路由带来的效率降低。简单说,就是要构建一个大二层企业网络

实现基于二层网络管理有几个技术上的方案可供选择:一个是使用STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议),需要使用到网桥,要注意的问题是网络链路环路所导致的广播风暴。STP适合所有厂商网络设备,但也是一个老掉牙的技术,存在着网络收敛速度慢,维护管理复杂的问题,现在这种技术几乎没人使用。

另外一个不适于普及的是交换机虚拟化的技术,它可以实现横向和纵向的虚拟化,让一张网络变成一个大的虚拟交换机,但是这些技术,大都属于厂商私有协议技术,要求采用同一厂商的网络设备,对于异构网络束手无策。

就没有一个彻底解决问题的方法吗?

VMware NSX就是一个理想的解决方案。NSX是一个纯软件的解决方案,它利用Overlay(叠加网)技术,在现有物理网络设备基础上,叠加了一个网络控制层,实现大二层网络的应用需求,将各个数据资源池所需二层网络打通,将小的资源池变成一个集中融合的数据资源池。

NSX支持RSS(Receive Side Scaling,是一项网卡的新特性,俗称多队列)、TSO(TCP Segmentation Offload, TCP数据包分片卸载技术,利用网卡减轻CPU负荷)和DPDK(Data Plane Development Kit,Intel提供的数据平面开发工具集)等新技术,有助于网络性能整体提升。

让双活容灾问题迎刃而解

通过引入NSX,借助Overlay网络控制层来构建新的二层网络架构,效果立竿见影。

以双活容灾为例,传统双活灾备数据中心面临以下几个问题:一是生产中心和灾备中心地位不均等导致的投资浪费问题,灾备中心多数场合下处于闲置的状态;二是生产中心网络、安全和负载均衡策略变更等,没有办法自动同步到灾备中心,导致切换时间长,无法满足RTO和RPO的需求。

在新的二层网络环境中,NSX提供了Multi-site和Federation两种双活容灾方案,分别适用于中小规模数据中心、超大规模和异构数据中心网络。

在中小规模数据中心场景中,NSX multi-sit通过软件定义的方式,将分布式路由、分布式逻辑交换机和分布式防火墙延伸到多个站点,如图所示:代表蓝色网段的业务流量走向站点A,以及代表绿色网段的业务流量走向站点B,都不需要NSX Edge边界网关,而是基于二层网络实现跨数据中心的互通,也就是走东西流量。由于同属于二层网络,类似网络安全、负载均衡等策略管理将变得简单。

NSX提供了SRM(Site Recovery Manager)管理功能,可对一些关键的业务进行自动化跨站点映射网络,无需对底层物理网络进行修改,就可以提供一键式容灾;针对一些通过域名对外发布的业务,也可以通过部署NSX ALB GSLB来实现业务在不同站点的双活,将来自客户端的请求流量发送到离客户端最近的数据中心进行处理。

NSX federation则针对超大规模和异构数据中心提供了云间互联。

在Federation方案中,每个数据中心都有一个独立的控制平面,有各自的NSX管理器,在这个基础上,通过构建一个全局的NSX管理器,就可以创建全局的网络资源,可以将二层网络延伸,构建全局的分布式路由以及全局的网络安全策略。

可以将多个云数据中心划分为逻辑的Region,逻辑划分不同租户,每个租户可以跨数据中心部署,并且实现租户级别的安全隔离以及虚拟机网卡级别的安全隔离。

前面介绍的两个跨云方案,数据中心云间网络以及云内网络采用的都是NSX,那么如果其中一个数据中心的云网络采用NSX,而另外一个数据中心已经采用了其它厂商的网络方案,是否可以实现跨异构厂商的云间网络互通呢?

答案是可以的。

可以采用BGP-EVPN来实现和其它厂商的网络对接,实现云间互联。

一桥飞架南北,天堑变通途

软件定义网络,NSX应用让跨数据中心,跨云的二层网络构建成为现实,天堑变通途,也让基于二层网络之上的3~7层网络应用的红利得到释放,如全局安全策略和负载均衡的应用等。

不仅如此,也可以让工作负载从一个云数据中心迁移到另外一个云数据中心,类似vMotion,就能够跨越异构的环境,如从vSphere6.0到vSphere7.0,其中,需要使用到VMware HCX

VMware HCX打破对VMware技术栈的依赖,实现了一套工作负载的云间迁移方案,除了可以实现云间迁移,还可以实现云间的二层网络延伸。

要实现云间工作负载迁移的能力,必须在源和目的站点之间部署HCX组件,这些组件的作用如下:

· HCX-IX:它提供了高性能、安全和优化的多云连接,使用VMware VR、vMotion和NFC(Network File Copy)协议提供虚拟机的迁移能力,可以实现在线批量虚拟机迁移;

· HCX-NE:实现在数据中心之间的二层扩展能力,实现未迁移和已迁移的工作负载二层互通,同时提供移动优化的网络能力,即MON;

· HCX-WO:HCX广域网优化通过应用广域网优化技术(如重复数据消除、压缩)改善广域网的性能,并且进行数据传输的加密。

小结

从信息孤岛到云计算,从云计算到多云孤岛,似乎是旧的问题没有解决,新的问题随之产生,但不能因此就固步自封,因为这不是原地踏步,而是一种螺旋式上升

针对跨云管理的问题,针对多云孤岛,需要有新的思路和办法,也因为如此,基于Overlay网络控制层的二层网络新架构大受欢迎,让人为之怦然心动!