雲計算環境下網絡技術研究論文

引言

雲計算是一種比較全面的互聯網計算模型，其主要作用是靈活自如地調用每一種IT技能。伴隨着大數據時代的到來，雲計算作爲一種新興的技術，對提升、優化大數據及資訊的處理有着巨大的作用，雲計算環境下的網絡技術發展又向前邁進一大步。

1雲計算技術的研究

雲計算的計算方式是利用互聯網，在各種網絡技術（如計算機、網絡、通信技術）的綜合應用下實現的。雲計算獲得數據及資訊的方法主要是利用與互聯網相連接的硬件設備。“雲”是對網絡的一種形象表達，多的意思。網絡技術的發展也推進着雲計算技術的發展，被越來越多的人熟知和應用。雲計算主要是建立一種隨時變化的資訊源數據庫，主要是透過分佈計算與虛擬化的手段，將許多相對分散的資訊數據聚集而形成[1]。雲計算形成的資訊源數據庫是隨着自身所使用的網絡資源不斷變化的。雲計算中轉嫁硬件設備的方法爲企業極大地節約了經濟成本，同時也節約了人力成本。客戶與任務之間主要靠互聯網聯繫在一起，這是資訊技術發展的趨勢，雲計算則適應了這一趨勢。

2雲計算網絡技術體系框架

資訊處理硬件負責雲計算的主要工作，雲計算市場呈現一種蓬勃發展的態勢，促使着處理硬件需求量的增加。互聯網資訊處理的規模化、模擬化都受到資訊處理硬件發展的影響。資訊處理平臺基於橫向和縱向的兩種交流實現，在以前的處理平臺中主要採用縱向交流，隨着大數據時代的發展，橫向數據交流量不斷增加，雲計算網絡的體系骨架進一步完善。雲計算網絡骨架（從工作任務到最終的客戶）一般可以分爲四種：

（1）在虛擬機之間的網絡交互；

（2）服務器之間的網絡交互；

（3）數據中心之間的網絡交互；

（4）用戶與數據資訊中心之間的網絡交互。其中發生在數據資訊中心內部的是服務器、虛擬機之間的兩種網絡交互方式。網絡交互是發生在虛擬機之間的，主要是在虛擬交換機中進行。網絡交互發生在服務器之間的，利用交換機進行交互，在服務器中透過縱向和橫向兩種流量交互實現。網絡交互發生在數據中心之間的，可分情況對待：同城時，可選用城域網解決；不同城時，可選用骨幹網解決。數據中心可能因數據量的增多而不能及時完成操作，需要增設數據中心進行操作，由此出現二層網絡的搭架。網絡交互發生在用戶與數據資訊中心的，主要透過城域網完成交互。現實生活中，升級的業務、劇增的資訊數據、流量增大的用戶與資訊數據中心之間，都促使着更大型、更智能的網絡寬帶的出現，從而更好地進行數據資訊的傳輸。多個數據資訊中心的出現也爲我們帶來了新的問題，例如：如何快速地進行數據資訊中心的轉換。

3雲環境下的網絡新技術

3.1虛擬機本地互訪網絡

目前狀況下，對同一臺服務器內部虛擬機之間的交互連接使用虛擬交換機就可以完成。虛擬機一般單靠軟件實現網絡互聯，不需要硬件設施的執行[2]。雖然這種網絡交互發生在虛擬機之間，其互訪簡單易行，但存在不少隱患：（1）虛擬機之間的流量得不到有效的監控，傳統的系統已不能適應現有的雲計算；

（2）當虛擬機透過虛擬機的流量增大時，服務器資訊數據中心的負擔加大，會影響虛擬機的性能。針對以上兩個問題，現已有了解決的方案。IEEE的802.1QgbEdgeVirtualBridging和IEEE的802.1BrBridgePortExtension，就是針對這兩個問題提出來的。兩者方案各有優劣，802.1Br需要硬件的支援，802.1Qgb需要修改交換機的驅動。在具體應用中選擇哪一種方案，還需要進一步的實踐檢驗。

3.2數據中心二層互訪網絡

當前，數據中心普遍採用的是樹狀三層網絡架構，分別爲接入層、匯聚層以及核心層。出現兩個服務器位於樹狀結構的不同分支時，就需藉助核心層來實現執行，但在這期間耗費了大量的時間，雲環境下對橫向流量增加的性能需求已完全不能得到滿足。若採用增設防火牆的方式，相當於在整個計算過程中增加了一個VLAN，但虛擬機也會因超出VLAN的範疇導致執行出現問題。解決方式是減縮樹狀結構（三層變兩層，刪除匯聚層）。對數據中心的影響是結構實現扁平化，服務器能力得到強化，從而實現虛擬機的正常執行[3]。數據中心的結構扁平化的過程中也會出現一系列的問題。多臺透過虛擬化技術虛擬出的服務器，增加了數據資訊中心的網絡規模。傳統的方法透過樹狀協議繞路解決，很明顯這種方法已不適用現有的需求。控制平面和數據的平面虛擬化技術產生，解決了這個難題，同時對寬帶的利用強化。

3.3數據中心跨站點二層互訪網絡

大數據時代到來後，隨着互聯網技術及其應用的發展，如何保證數據資訊的`安全成爲資訊時代的主題。傳統方法在解決這個問題時，選擇對數據擴容以及備份，但備份的內容牽扯到數據資訊中心時，就需要對數據資訊中心進行備份操作。在雲計算的環境下，需要構建跨數據中心的的二層互訪網絡（即進行分佈式計算機以及對虛擬機跨點遷移），在目前看來，實現數據中心直連的狀況很少，主要還是選擇二層互聯（透過在IP網上打隧實現）的方式。最新的技術仍爲個人私有，傳輸過程中實現數據資訊中心相互獨立，確保IP互聯的永續性[4]。

3.4用戶接入網絡

在雲計算環境下，數據中心二層互訪網絡的構建使得用戶在接入網絡時會遇到以下情況：

（1）多站式的分佈計算，讓用戶在選擇數據資訊中心時產生困惑；

（2）如何快速在業務虛擬機與數據中心之間切換、遷移。在實際具體操作中，用戶大多會選擇DNS技術，對新技術LISP使用率較低。DNS技術主要是分散IP位址，用戶與數據資訊中心的交聯就是透過分散出來的IP實現的。我們可以假設一個條件：虛擬機跨數據中心轉移，IP位址保持不變。在這種情況下，NAT設備就可以發揮作用，它可讓IP位址轉化爲多個虛擬IP以便用戶切換。

3.5SND技術

SND是與當前網絡技術發展相適應的技術，主要用於控制和分離的分離。傳統技術中主要透過拆分控制層實現三層架構。SDN作爲最新的網絡技術受到廣泛的歡迎，當前數據中心的網絡互聯就是靠它來實現，整合資訊資源，從而使得網絡虛擬化以及虛擬機之間的遷移實現[5]。

4雲計算網絡發展的展望

在雲計算環境下，對網絡技術的發展提出更高的要求。一種網絡技術的需求可能會出現多種解決辦法，因此在實際應用中，需要根據實際情況實際分析。目前國外透過數據中心間的光纖直連，來解決數據中心之間的數據互聯劇增的問題，這對中國來說有着相當大的借鑑意義。透過多種技術而實現不同設備之間的數據共連是網絡技術發展的新方向。

5結束語

社會的發展催促着網絡技術的更新換代，傳統技術在新形勢下逐步暴露出自身的不足。雲計算環境下，需要更高層次的網絡技術做支撐，以滿足社會發展對網絡更新換代提出的要求。新的網絡技術層出不窮，如上文中提到的SND技術、虛擬網絡技術等等，以適應新的社會需求。但是要注意新的網絡技術並不成熟，還要進一步投入研究。隨着社會以及網絡技術的不斷髮展，基於雲環境下的網絡技術定會有新的突破，以服務於現代化建設。