網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)道路之爭：開放or封閉？

IT的發(fā)展歷程是一個螺旋上升的過程。早期的大型電腦時期，IT是及其專業(yè)的領(lǐng)域，所有的電腦系統(tǒng)都是封閉系統(tǒng)，一個公司提供了從硬件到軟件及維修甚至軟體改版升級的服務(wù)，可以說那時系統(tǒng)的封閉是由于整個產(chǎn)業(yè)的不完善所造成的。但是整個IT產(chǎn)業(yè)卻不斷朝向開放的道路上前進(jìn)，自從IBM PC標(biāo)準(zhǔn)開放以來，IT產(chǎn)業(yè)迅速成熟，時至今日完全改變了社會信息的傳遞模式。標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)迅速成熟，是因為在開放的系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)是由幾個大廠主導(dǎo)協(xié)商出來的，標(biāo)準(zhǔn)制定的過程可以看見各種妥協(xié)的影子，甚至有不同的標(biāo)準(zhǔn)互相競爭。理論上經(jīng)過這種自由市場的運(yùn)作機(jī)制，因為競爭激烈，消費(fèi)者可以享有最好的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。而相反封閉系統(tǒng)的廠商在今天產(chǎn)業(yè)分工高度專業(yè)化和細(xì)化的背景下，將導(dǎo)致技術(shù)的進(jìn)步幅度及其緩慢，也難以形成規(guī)模。

現(xiàn)在，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，也同樣出現(xiàn)了開放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)兩條路線之爭，我們下面分析一下這種技術(shù)之爭的來龍去脈。

道路之爭一：VEB vs VEPA

隨著商用虛擬化技術(shù)的成熟和x86 CPU性能的發(fā)展，越來越多的數(shù)據(jù)中心開始向虛擬化轉(zhuǎn)型，新一代數(shù)據(jù)中心一個典型的特點(diǎn)是從“物理服務(wù)器互聯(lián)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤摂M服務(wù)器”互聯(lián)。虛擬化給數(shù)據(jù)中心帶來了服務(wù)器整合、業(yè)務(wù)連續(xù)和彈性等特點(diǎn)，同時也給數(shù)據(jù)中心帶來了新的挑戰(zhàn)，即如何實現(xiàn)針對虛擬機(jī)的邊緣虛擬橋接（Edge Virtual Bridge）。

慣性的解決思路是通過軟件的方式，通過服務(wù)器內(nèi)部平臺解決，也就是所謂的虛擬邊緣橋接(VEB, Virtual Ethernet Bridge)。所謂VEB就是在一個物理終端工作站/服務(wù)器上支持多個虛擬機(jī)的本地交換，通常是通過軟件模擬一個虛擬交換機(jī)來實現(xiàn)。例如作為推動X86 平臺虛擬化的始作俑者，VMWare在其vSphere平臺內(nèi)置了虛擬交換機(jī)vSwitch，甚至更進(jìn)一步，實現(xiàn)了分布式虛擬交互機(jī) VDS（vNetwork Distributed Switch），為一個數(shù)據(jù)中心內(nèi)提供一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接入平臺，當(dāng)虛擬機(jī)發(fā)生vMotion時，所有端口上的策略都將隨著虛擬機(jī)移動。但是其存在兩個根本的問題：

1.虛擬交換機(jī)的功能過于簡單。目前的vSwitch最多只是一個簡單的SOHO級二層交換機(jī)，只是解決連通問題，沒有ACL策略、沒有流量監(jiān)管、更別說QoS。當(dāng)然這方面的原因主要是因為網(wǎng)絡(luò)并非 VMWare所重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。

2.網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)管理界面模糊。多個虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)交換都集聚于一個物理出口，虛擬服務(wù)器端口和實體網(wǎng)絡(luò)端口之間不再是一一對應(yīng)的關(guān)系，從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理者的角度出發(fā)，原來的一系列網(wǎng)絡(luò)策略都是基于端口部署的，而現(xiàn)在則無法使用同樣的方法部署，極大的增加了管理成本和難度。而目前的主流虛擬平臺上，都沒有針對網(wǎng)絡(luò)管理和配置的獨(dú)立界面，這就造成虛擬化服務(wù)器一旦出現(xiàn)問題，不僅故障定位需要更多時間，而且管理人員（網(wǎng)絡(luò)管理者和服務(wù)器管理者）的權(quán)責(zé)定位及分工也會處于混亂狀態(tài)。數(shù)據(jù)中心的接入層網(wǎng)絡(luò)已從物理的實體網(wǎng)絡(luò)延伸至服務(wù)器的虛擬機(jī)實例，必須要實現(xiàn)對虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口的對應(yīng)接入。

業(yè)界網(wǎng)絡(luò)巨頭思科公司針對EVB提出了幾種不同的解決方案路線，其中一個很重要的路線就是增強(qiáng)型VEB，具體點(diǎn)講就是用CISCO自己的nexus 1000v軟交換機(jī)代替vmware的vswitch，嵌入到VMware的虛擬化平臺上去。這樣一來，思科聲稱可以實現(xiàn)專業(yè)的虛擬交換機(jī)，這些 nexus 1000v虛擬交換機(jī)具有思科交換機(jī)豐富的功能特性，同時可以實現(xiàn)和思科物理交換機(jī)的統(tǒng)一管理。思科公司在市場營銷也對nexus1000v解決方案投入了大量的人力物力，使得這個方案聽起來很美，但是實際情況呢？仔細(xì)的分析一下，我們可以看到這個解決方案存在下面的問題。

1.還是沒有解決網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)管理界面模糊的問題。Nexus 1000v作為用服務(wù)器CPU模擬的軟件交換機(jī)，使得虛擬機(jī)的交換界面還存在主機(jī)內(nèi)部，根本無法實現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)的歸網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)的歸主機(jī)”這樣的厘清管理界面的目的。

2.nexus 1000v是用CPU來模擬的軟交換機(jī)，需要服務(wù)器額外開銷，存在著交換性能低下的問題，并且可能造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

3.最重要的問題，思科這個解決方案是一個封閉體系的解決方案，目前可以看到其只支持VMware虛擬化平臺，針對其他虛擬化平臺，如xen和hyper-V目前沒有看到有相關(guān)的解決方案。

在某種程度上可以說思科利用其在業(yè)界的技術(shù)品牌優(yōu)勢，通過對一個封閉體系的解決方案進(jìn)行大力營銷，是一種對客戶進(jìn)行某種程度的“綁架”，使得客戶失去了選擇權(quán)。

因此，業(yè)界需要一個開放、標(biāo)準(zhǔn)、簡單的解決方案。這時VEPA（Virtual Ethernet Port Aggregator）標(biāo)準(zhǔn)就應(yīng)勢而出。VEPA是HP協(xié)同H3C向IEEE提出的新一代數(shù)據(jù)中心虛擬接入解決方案標(biāo)準(zhǔn)草案，其目標(biāo)是要將虛擬機(jī)之間的交換從服務(wù)器內(nèi)部移出到接入交換機(jī)上。工作原理如下：當(dāng)兩個處于同一服務(wù)器內(nèi)的虛擬機(jī)要交換數(shù)據(jù)時，從虛擬機(jī)A出來的數(shù)據(jù)幀首先會經(jīng)過服務(wù)器網(wǎng)卡送往上聯(lián)交換機(jī)，上聯(lián)交換機(jī)通過查看幀頭中帶的MAC地址（虛擬機(jī)MAC地址）發(fā)現(xiàn)目的主機(jī)在同一臺物理服務(wù)器中，因此又將這個幀送回原服務(wù)器，完成尋址轉(zhuǎn)發(fā)。整個數(shù)據(jù)流好像一個發(fā)卡一樣在上聯(lián)交換機(jī)上繞了一圈，因此這個行為又稱作“發(fā)卡式轉(zhuǎn)發(fā)”。為了實現(xiàn)“發(fā)卡式轉(zhuǎn)發(fā)”，VEPA需要修改生成樹協(xié)議，或者說在下聯(lián)端口上強(qiáng)制進(jìn)行反射數(shù)據(jù)幀的行為（Reflective Relay）。同時VEPA使用Q-in-Q技術(shù)在基本的802.1q標(biāo)記外增加了一層表示不同虛擬機(jī)的定義，基本就可以將不同的虛擬機(jī)流量區(qū)分開來，并進(jìn)行處理。

我們可以看到，VEPA本著簡單實用的原則，充分利用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，實現(xiàn)了虛擬機(jī)的“硬交換”。目前的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來說只要把軟件稍做修改，就能夠快速推出支持。正因為VEPA的標(biāo)準(zhǔn)化和開放化，使得其得到了Juniper、IBM、Qlogic、Brocade等等廠商的支持。H3C堅信，走開放標(biāo)準(zhǔn)化道路是王道，未來的EVB解決方案的主流一定是基于VEPA標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。

道路之爭二：OTV vs VPLS or VPLSoGRE

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)由單一主中心模式發(fā)展到了目前成熟的異地多中心模式，目前數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)主要通過三種方式，分別為三層互聯(lián)、二層互聯(lián)和SAN互聯(lián)。

三層互聯(lián)：也稱為數(shù)據(jù)中心前端網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，所謂“前端網(wǎng)絡(luò)”是指數(shù)據(jù)中心面向企業(yè)園區(qū)網(wǎng)或企業(yè)廣域網(wǎng)的出口。不同數(shù)據(jù)中心（主中心、災(zāi)備中心）的前端網(wǎng)絡(luò)通過IP技術(shù)實現(xiàn)互聯(lián)，園區(qū)或分支的客戶端通過前端網(wǎng)絡(luò)訪問各數(shù)據(jù)中心。當(dāng)主數(shù)據(jù)中心發(fā)生災(zāi)難時，前端網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)快速收斂，客戶端通過訪問災(zāi)備中心以保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。

二層互聯(lián)：也稱為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)（以下簡稱DCI）。在不同的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接入層，構(gòu)建一個跨數(shù)據(jù)中心的大二層網(wǎng)絡(luò)（VLAN），以滿足服務(wù)器集群（所有節(jié)點(diǎn)需在一個網(wǎng)段，因為只有一個對外的虛IP）或虛擬機(jī)動態(tài)遷移（為保持虛擬機(jī)遷移前后的通信狀態(tài)，遷移后的虛擬機(jī)必須與遷移之前的虛擬機(jī)在同一個二層網(wǎng)絡(luò)中）等場景對二層網(wǎng)絡(luò)接入的需求。

SAN互聯(lián)：也稱為后端存儲網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。借助傳輸技術(shù)（DWDM、SDH等）實現(xiàn)主中心和災(zāi)備中心間磁盤陣列的數(shù)據(jù)復(fù)制。

在新一代計算數(shù)據(jù)中心，由于虛擬機(jī)的大量部署，以及基于虛擬機(jī)的計算集群技術(shù)的部署，要求我們在數(shù)據(jù)中心之間部署大量的二層互聯(lián)技術(shù)，也就是我們講的“云間網(wǎng)”。目前能實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心二層互聯(lián)的技術(shù)主要分三類：

首先是直接基于以太網(wǎng)的實現(xiàn)，這種方案要求互聯(lián)的物理鏈路能保證是裸光纖或DWDM，使得其和數(shù)據(jù)中心內(nèi)部鏈路形態(tài)一致，在此基礎(chǔ)之上通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，如H3C的IRF2或TRILL技術(shù)直接在以太層面打通數(shù)據(jù)通道。這種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是簡單，缺點(diǎn)是需要大量的光纖資源，并且無法實現(xiàn)城域/廣域部署，或者城域/廣域部署價格昂貴（DWDM）。

其次是基于MPLS技術(shù)的實現(xiàn)方案，也就是要求數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是已部署為MPLS技術(shù)的核心網(wǎng)，這樣可以直接通過VLL和VPLS完成數(shù)據(jù)中心直接的二層互聯(lián)。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是基于MPLS技術(shù)可以較為簡單的實現(xiàn)城域/廣域部署，缺點(diǎn)是需要核心網(wǎng)/城域網(wǎng)支持MPLS技術(shù)。

最后是基于IP技術(shù)的實現(xiàn)，在任意IP網(wǎng)絡(luò)開啟相應(yīng)的二層隧道來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)，這個方案擺脫了數(shù)據(jù)中心之間互聯(lián)鏈路的類型限制，是目前的發(fā)展方向。代表方案是思科公司的OTV技術(shù)，或者是H3C實現(xiàn)的VPLSoGRE技術(shù)

OTV（Overlay Transport Virtualization）虛擬化中繼傳輸技術(shù)，是由思科公司提出，其核心思想是通過“MAC in IP”的方式，通過隧道技術(shù)穿越三層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)二層網(wǎng)絡(luò)的互通。OTV技術(shù)可以說是專門針對數(shù)據(jù)中心二層互聯(lián)所提出的，首先它解決了物理鏈路種類的限制，其次對MAC地址的學(xué)習(xí)通過控制平面借鑒IS-IS協(xié)議來實現(xiàn)，隧道封裝采用類似GRE的動態(tài)封裝方式，最后可以支持雙歸屬的高可用部署方式。

同樣的問題，用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)組合，如VPLSoGRE技術(shù)也可以完全解決。VPLSoGRE通過在IP網(wǎng)絡(luò)上建立GRE隧道，傳遞經(jīng)過標(biāo)簽封裝后的二層數(shù)據(jù)報文，從而實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的二層互通。其實，OTV在傳統(tǒng)以太網(wǎng)報文前增加了46 Byte的封裝，通過比較，我們可以發(fā)現(xiàn)其封裝方式和VPLSoGRE基本一致。

一個是看似光鮮亮麗的新技術(shù)，一個是原有成熟技術(shù)的靈活組合，既然實現(xiàn)原理基本一致，那么這兩種技術(shù)最大的區(qū)別在哪里？最大的區(qū)別體現(xiàn)在部署時的命令行里，對于隧道封裝，大家最頭痛的就是隧道的相關(guān)配置，OTV技術(shù)對進(jìn)行了大幅簡化，但要發(fā)揮這一優(yōu)勢，需要注意一個重要的前提就是，所有作為OTV邊界的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須是思科的設(shè)備，而且目前只有N7000系列的特定板卡可以支持。同時思科將OTV技術(shù)申請了專利，目前還未通過審批，可以預(yù)見的是，這又是一個封閉的技術(shù)體系，再一次從數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的層面“綁架”用戶。而對于VPLSoGRE技術(shù)來說，是完全開放的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，在目前已有的大部分產(chǎn)品上都可以實現(xiàn)。H3C將通過對開放協(xié)議不斷優(yōu)化，實現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)中心二層互聯(lián)，不局限與地域距離，更不局限與產(chǎn)品差異。

道路之爭三：分立平臺 vs 統(tǒng)一平臺

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軟件平臺是維持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)的靈魂，所有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的實現(xiàn)都以此為基礎(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)業(yè)界，思科公司在網(wǎng)絡(luò)軟件平臺上擁有眾多的分類，屬于典型的分立平臺模式。在ISR上運(yùn)行的IOS；在交換機(jī)系列產(chǎn)品上原來使用CAT OS，后來改為IOS；在核心路由器CRS-1上運(yùn)行的是IOS-XR；而在邊緣的GSR既有IOS又有IOS-XR的，如7600系列有IOS的可能也有XR的，ASR 9000是IOS-XR的，而ASR 1000又是另外的IOS-XE；在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，思科數(shù)據(jù)中心交換機(jī)NEXUS系列交換機(jī)又采用的是NX-OS平臺。思科公司收購戰(zhàn)略給思科公司帶來了快速切入市場的好處，但是產(chǎn)品整合也面臨著諸多困難，因此也面臨著產(chǎn)品平臺分立的問題。

如此紛繁的平臺常常造成用戶的迷茫，對日常的運(yùn)維升級帶來一定困難。以數(shù)據(jù)中心為例，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中，思科已經(jīng)大量部署S6500交換機(jī)，但是現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心思科又主動在推nexus系列交換機(jī)。大家知道nexus交換機(jī)是思科收購公司的產(chǎn)品，在新一代數(shù)據(jù)中心特性上有一定的領(lǐng)先性，但是其和思科傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品整合面臨著諸多問題：

1、技術(shù)特性實現(xiàn)不一致：例如，N：1的虛擬化已成為一個基本特性，思科65系列交換機(jī)上對應(yīng)技術(shù)稱為VSS，類似于H3C的IRF2技術(shù)，可以將多臺交換機(jī)“虛擬化”成一臺交換機(jī)，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一控制，分布轉(zhuǎn)發(fā)，消除生成樹。但是在nexus產(chǎn)品系列上則沒有這種對應(yīng)技術(shù)，只有一個簡化版本的 vPC技術(shù)，可以實現(xiàn)消除生成樹，但是根本無法實現(xiàn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制和分布式轉(zhuǎn)發(fā)。

2、技術(shù)特性豐富程度不一致：例如思科S6500系列產(chǎn)品有豐富的功能特性和安全板卡，但是nexus產(chǎn)品功能特性比較單一，目前連MPLS特性還不具備，也沒有安全業(yè)務(wù)板卡。

3、維護(hù)和管理困難：網(wǎng)絡(luò)接入層、匯聚層、核心層的平臺不一致，會給補(bǔ)丁升級和維護(hù)帶來很多問題，影響可靠性的問題大量出現(xiàn)，同時也會降低網(wǎng)絡(luò)性能。

而H3C所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用統(tǒng)一的軟件平臺Comware，同樣是N:1的虛擬化技術(shù)，不管是在中低端交換機(jī)5系列、7系列，還是高端設(shè)備105系列和125系列都能實現(xiàn)，功能特性相同、操作模式相同。統(tǒng)一平臺，軟件系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)基于單一源代碼的單一操作系統(tǒng)，允許網(wǎng)絡(luò)管理員使用相同的工具來配置并管理從交換機(jī)到路由的所有設(shè)備，以監(jiān)控、管理并更新整個網(wǎng)絡(luò)。這種強(qiáng)大的互操作性能夠簡化新特性的部署、軟件升級和其他網(wǎng)絡(luò)改造工作，實現(xiàn)了IT團(tuán)隊提高工作效率，同時縮短培訓(xùn)時間并降低成本；每個新版本都是上一個版本的升級版本，可確保新版本中包含并兼容上個版本的全部特性。此外，每個新版本都面向所有路由器和交換機(jī)同時發(fā)布，這可有效避免業(yè)務(wù)中斷風(fēng)險以及維護(hù)和升級的復(fù)雜性。

總結(jié)

在IT技術(shù)的不斷進(jìn)步中，不乏曾試圖把持整個產(chǎn)業(yè)鏈的廠商，但這樣的做法往往會隨著開放的趨勢而使其陷入危機(jī)當(dāng)中，因為從IT系統(tǒng)的發(fā)展史來看，開放的腳步從未停過，開放的動力來自于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的需求。一個廠商獨(dú)攬所有的事情生產(chǎn)出一項產(chǎn)品，或提供一個解決方案，然后面向全世界的行業(yè)市場上，這樣的技術(shù)發(fā)展動力永遠(yuǎn)比不上開發(fā)模式，大量廠商共同促進(jìn)。對于以太網(wǎng)技術(shù)，自從上世紀(jì)90 年代末的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)熱潮過后，缺乏新技術(shù)理念，淪為大量產(chǎn)品的同質(zhì)化競爭和低層次價格戰(zhàn)的焦土。而數(shù)據(jù)中心，這個IT技術(shù)新的明珠，一系列新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、新的性能要求、新的管理方式、使以太網(wǎng)技術(shù)又煥發(fā)了活力，原有的格局，原有的技術(shù)體系都將隨著新的應(yīng)用模式所改變。據(jù)分析機(jī)構(gòu)Gartner 預(yù)測， 超過70% 的全球1000 強(qiáng)企業(yè)將在今后5年中大幅度改造其數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施。這使得IT技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域正像中國歷史上極具傳奇色彩的戰(zhàn)國時代，群雄逐鹿，諸子百家，你爭我奪，精彩的大幕正徐徐拉開，無數(shù)的IT英豪在此背景下向著云計算的目標(biāo)冒險、拼殺。最終的勝者將屬于以用戶需求為導(dǎo)向的廠商，屬于真正提供標(biāo)準(zhǔn)化、開放化、松耦合解決方案的廠商。秦皇島網(wǎng)絡(luò)公司