虚拟化数据中心架构上的PK

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作者：黄永兵编译 2009-08-24 14:46:42

云计算

虚拟化 来自微软和加州大学的研究人员对解决数据中心架构的缺陷提出了不同的解决方案，特别是在管理、配置和有效利用虚拟机方面分歧很大。

【51CTO.com独家快译，转载请注明出处】微软和加州大学的研究人员两个研究小组本周在巴塞罗那举行的SIGCOMM大会上提出了他们的研究成果，每一家都有自己的优点。微软的团队主要寻求的是高性能，而忽略了所有通讯的要求，加州大学的团队主要集中在虚拟机迁移，最小化配置以及迅速处理故障方面。

微软的研究人员也讨论了虚拟机迁移和二层处理，但他们采用的方法要求在每个端点安装代理。相反，加州大学研究人员的规划是调整交换机软件，而与端点无关。加州大学的研究小组是由该校计算机科学系的Amin Vahdat教授领导的，他们提出了一种混合了二层和三层连接的数据中心，使大规模部署成为可能，同时降低了三层的管理和配置要求。

加州大学研究人员说他们的PortLand协议可以支持100000台服务器的数据中心网络，而且不需要修改任何主机设置。该小组的研究报告指出“PortLand是一种可扩展的具有容错能力的二层数据中心网络结构”。Vahdat说“可以让设备在网络中即插即用，不用配置或修改任何终端设备，这是PortLand的一个关键目标”。

Vahdat还谈到，它支持虚拟机迁移以及某些三层不能做的东西，因为虚拟机可以从一台服务器迁移到另一台服务器上，它还引入了流动机制，为共享PortLand分配的媒体访问控制（MAC）地址，通过减少地址表的大小克服了大部分交换机的内存限制。

PortLand需要额外的软件让交换机发现它们在数据中心拓扑结构上的位置，这个软件也可以让交换机分配一个伪MAC地址给每个直接连接它们的设备。

在PortLand下，交换机维护MAC前缀表，并负责转发通讯内容给其它交换机，直到通讯内容抵达目的地。交换机转换伪MAC到真实MAC地址，因此通讯内容能够被正确地传输到正确的设备。

为了方便转发通讯内容，PortLand引入了一个结构管理服务器，它实现了类似于DNS服务器解析URL到IP地址的功能。在伪MAC和IP地址之间的解析没有使用广播方案，交换机将来自连接它们的主机的广播ARP请求重定向到结构管理器，由这个结构管理器返回正确的IP地址。

结构管理器维护网络的一个软状态，因此即使它崩溃了，还可以使用PortLand协议访问网络中的交换机重建地址信息。

如果结构管理器崩溃，在网络上的连接时间可以忽略，因为该协议可以恢复到广播地址解析模式，如果结构管理器处于正常运行状态，那查找速度是线速的。

PortLand也涉及到了网络设备管理员控制和系统管理员控制，没有使用服务器或代理直接修改主机的MAC地址，PortLand架构是让交换机将真实MAC地址转换成伪MAC地址的，Vahdat说“我们只是对交换机软件做了一点点修改，对交换机硬件没有做任何变化”。

微软的研究小组是由Albert Greenberg，David Maltz和Parveen Patel领导的，也涉及到了通过引入一个双层系统来解决地址问题。

在微软的VL2架构下，每台服务器都关联了一个位置特定的它连接的交换机IP地址，而在PortLand下，一个VL2目录系统实现了位置IP到应用程序IP的映射。每台服务器上的VL2代理检索目标服务器附近的交换机位置特定的IP地址，并将应用程序包封装在它里面。

部署一个代理和配置服务器是PortLand专门避开的，但VL2也具有PortLand没有解决的功能，例如，如果访问策略拒绝了初始化服务器到目标服务器的连接，VL2目录服务器可以拒绝提供位置特定的IP地址。这让VL2有能力执行强制访问控制。

微软的研究人员野心超过了加州大学的专家，他们研究了数据中心的流量模式，设计了一个网络拓扑让每个通讯都可以选择通信路由，避免了持续热点拥堵，并为数据中心任何两台服务器之间提供了统一的高容量。

微软的研究人员谈到，VL2使用了一层高度集成的聚合交换机，在发生故障时连接都转向这个中间交换机，性能下降不明显。

【51CTO.com独家快译，未经许可严禁转载】

原文链接：http://www.networkworld.com/news/2009/082009-microsoft-sigcomm.html?hpg1=bn

作者：Tim Greene

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