浅谈云计算在网络体系构建中应用.docVIP

浅谈云计算在网络体系构建中应用 　　摘 要：云计算是在网格计算发展的基础上，基于分布式系统提出的一种新型计算模型，是新一代网络平台的核心技术之一。随着现代云计算技术的飞速发展，它必然会取代现行的网格计算成为网络环境的核心构建技术。本文通过分析云计算的原理与特点，针对云计算在网络体系构建中的关键技术与应用问题进行探讨，以期通过本文的阐述促进云计算技术发展，为实现网络结构向实际应用和解决实际问题方向发展提供理论参考。 　　关键词：云计算；网络体系；计算机；数据中心 　　中图分类号：TP31 文献标识码：A 　　1 云计算的原理与特点 　　云计算把分布在不同地方、设备上的海量信息和大量处理器资源融合在一起，组成一个超级系统池，通过互相协同为外部提供各种各样的服务，它是基于Internet的超级化计算方法和模式，其特点在于通过基于互联网的多级协同模式，具??比单台计算机更强、更快的运算能力，组成集群的分布式计算机并不要求性能很强，但在数据处理中心的统一管理下，按客户的不同需求分配资源，在处理能力上可以起到超级计算机的作用；数据中心统一管理数据，负责分配资源、均衡负载、部署安全控制软件，由大量计算机构成的超级资源池承担复杂、繁重的计算任务，能够满足各种应用对计算能力、存储空间和其他服务的需求，它通过互联网将数据中心的各种资源打包后对外提供服务。 　　云计算的产生主要来自于两方面的需求：1)随着计算机行业的发展，系统开发技术、运行维护技术分工不断细化；2)用户自有资源的有限性与公共计算需求的无限性之间不断扩大的矛盾。云计算的出现和不断发展，可以最大限度地利用分布式资源，更迅速、广泛地交换信息，更准确地量化和控制成本，云计算虚拟化地封装分布在不同计算机上的相同规格的资源，以服务的形式对外提供资源，云计算有自己的特点：1)1：2资源池的形式对外提供服务，它以数据为中心，以资源池的形式对外提供服务，“云”里有大量的服务和软件，可为用户提供各种服务，数据密集性强。可靠性强，从纯技术角度看，在相同计算环境下，云计算采用同构节点(节点之间可以互换)，可提供多个数据容错副本，它比其他本地计算的可靠性更强。3)虚拟化技术。虚拟化是支持云计算技术的基础，它将存储与网络设备、服务器、客户机等底层硬件虚拟化，对控制和管理平台进行资源分配和共享，相对隔离各种需求之间的资源。4)通用性强。云计算针对特定企业或某种具体应用，在“云”可伸缩模式下，构造许多不同的“服务”，并在同一时间，运行不同的“应用”。5)动态性强．云计算中服务池尽管是固定的，但分配给“应用”的资源量是可以进行动态调整的，可根据不同“应用”的需要，动态地分配资源，提供软、硬件服务。 　　2 云计算在网络体系构建中的关键技术与应用 　　2.1 网络拓扑结构 　　从降低成本方面考虑，利用低造价交换机及商业级服务器来构建数据中心可以大大减少成本支出。另外，鉴于现在的PC机和服务器都具有至少两个网络端口，充分利用这些端口可以大大提高拓扑内节点的连通性以获得更大的网络吞吐量，这样的构建方案具有更好的性价比。 　　数据中心网络拓扑结构是由同一型号的可编程交换机组成，中间的服务器将网络分割成两个对称的Fat-Tree结构的特殊变体，每个这样的Fat-Tree结构包含核心层、汇聚层和接入层3个层次，使用这样结构的好处是可以保证每台服务器的任意网络端口都可以同时以网络硬件接口所允许的最大带宽进行通信而不受网络通信带宽瓶颈的制约。 　　网络能够容纳的服务器数量取决于构建网络所使用的交换机的端口数k，网络中的服务器被分成k组，每组包含(k/2)2台服务器，网络被服务器分成上下两个部分，每部分的接入层和汇聚层对应每组都有k/2台交换机，每个接入层的交换机分别连接k/2台服务器，剩下的端口分别连接上层的交换机．核心层有(k/2)2台交换机，每台交换机的第i个网络端口连接到第i组的汇聚层的某台交换机，这样每个汇聚层的交换机都有k/2条链路与核心层的各个交换机相连接．使用具有几个端口的交换机组建的网络可以容纳K3/4台服务器，我们提出的这种结构适用于任意端口数的交换机，如采用常见的48口交换机，那么按照本文提出的方法构建的数据中心网络可以包含27648台服务器，足够支持企业构建自己的私有云平台。 　　这种网络拓扑构建方式有以下4个优点：1)虽然相较于传统树形结构使用了更多的交换机，但是由于无需在核心层和汇聚层采用造价昂贵的高端高性能交换机，因此减少了总体构建成本；2)对于网络中任意的两台服务器之间都存在多条等长度的路径可供选择；3)充分利用了服务器的两个网络端口，提高了网络的连通性和吞吐量；4)在提出的网络结构中不存在像传统树形结构中的单点故障，因此容错性得到了加强。 　　2.2　对虚拟机迁移的支持体系 　　借鉴应用于Int