中華電信的云服務(wù)

　　中華電信是中國臺灣第一大電信提供商，掌握全島95%以上的固網(wǎng)資源，在對云計算的使用上有很大的需求。在2010年一份股權(quán)文件上可以看到，中華電信當年預(yù)計展開五年云端投資計劃，打造臺灣最大的云端營運和數(shù)據(jù)中心，估計未來五年的采購金額約400億元，并可帶動未來十年的成長。

　　可以看到，中華電信在向云計算的擴展方面具有很強的主動性，其原因主要是個人用戶和企業(yè)用戶對IT資源的要求不斷增加，需要更多應(yīng)用程序和資源，并且用戶對快速、靈活部署的需求也在提高。而與此同時中華電信在IT投入上越來越多，人員成本也在提高，但是系統(tǒng)設(shè)備利用率并不令人滿意。他們希望云計算可以節(jié)省企業(yè)IT和人員投資，減小成本。另外，也希望通過提供云服務(wù)拓展業(yè)務(wù)范圍，提升企業(yè)競爭力。而在提供云計算服務(wù)能力上，顯然中華電信也具備充足的網(wǎng)絡(luò)資源做支撐。

　　2010年，中華電信開始提供Hicloud CaaS（Compute as a Service，計算即服務(wù)）服務(wù)，該服務(wù)是采用虛擬化技術(shù)開發(fā)的云端服務(wù)器服務(wù)，用戶可以加載自定義的應(yīng)用環(huán)境，執(zhí)行自己所要提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。用戶可以按需租用計算資源、內(nèi)存及硬盤空間等。從而實現(xiàn)對IT資源的取用如同用水、用電一樣。

　　HiCloud云平臺也是分階段建設(shè)的。至2010年7月為第一階段，可以提供基本的IaaS 服務(wù)，主要包括虛擬機出租服務(wù)。在這個階段中，可以根據(jù)用戶對CPU、內(nèi)存、硬盤等硬件的要求下單。至2011年1月為第二階段，此時可以為客戶提供VPDC服務(wù)，包括虛擬防火墻、負載均衡等增值服務(wù)，使用戶可以把x86架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心整體遷移至HiCloud平臺上。第一階段的建設(shè)重點在于Cisco UCS、VMware 虛擬操作系統(tǒng)以及 NetApp 存儲等。而第二階段則在于引入BMC Provisioning 方案，使客戶可自助定制所需的虛擬數(shù)據(jù)中心。BMC BladeLogic自動化套件可在安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與操作系統(tǒng)下，提供完整的端到端堆棧配置，并與中華電信既有系統(tǒng)及流程整合，確保云服務(wù)交付流暢靈敏。而BMC Atrium Orchestrator幫助連貫統(tǒng)一的工作流程里整合多種技術(shù)，從而保證云服務(wù)交付的持續(xù)性。

解密云端計算架構(gòu)平臺與主要技術(shù)

　　在HiCloud系統(tǒng)整體架構(gòu)中，云端計算基礎(chǔ)架構(gòu)平臺是整個架構(gòu)的基礎(chǔ)。這個平臺并不直接與用戶接觸，但是用戶的操作體驗都與這個平臺息息相關(guān)。

　　在整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，思科統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心起到了非常大的作用。思科統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心是思科CloudVerse的三大元素之一。CloudVerse是一個云端計算架構(gòu)，結(jié)合能讓企業(yè)建立、管理及連接公共云、私有云和混合云的基本元素。CloudVerse云端計算架構(gòu)結(jié)合三大核心云端元素，包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心、云端智能網(wǎng)絡(luò)及云端應(yīng)用和服務(wù)，以確保企業(yè)可盡享多項由云端帶來的優(yōu)勢。同時還包括提升靈活性、更高經(jīng)濟效益、強化安全，以及提供動態(tài)、獲得高保證的體驗。

　　在產(chǎn)品使用上，思科Nexus 7010 作為廣域網(wǎng)路由器與核心和匯聚層交換機（如圖中VDC1，VDC2和 VDC3所示），這些VDC分別連接SCE， FW， SLB 和 Nexus 1010/NAM，讓云端數(shù)據(jù)中心所需要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都可以連接。在整體架構(gòu)中，存儲中對FCoE的使用也是一大嘗試。雖然大部分存儲的接入仍然采用了FC + MDS 9222i的形式，但是架構(gòu)中也提供了端到端的FCoE方案，即存儲網(wǎng)卡也支持FCoE。在虛擬化與大二層網(wǎng)絡(luò)的嘗試上，OTV（Overlay Transport Virtualization）與FabricPath是兩個關(guān)鍵詞。

　　之前Hicloud網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)主要包括四個方面：運維程序復(fù)雜，成本偏高；互聯(lián)路徑的選擇沒有彈性，需要到特定的鏈路才能滿足二層延伸的需求；帶寬無法有效管理，各個數(shù)據(jù)中心的流量無法有效從當?shù)剡M出，造成了帶寬的瓶頸；單一故障無法有效隔離，數(shù)據(jù)中心之間互為備份援助不容易實現(xiàn)。這些問題在OTV技術(shù)中得到了很好的解決。

　　OTV技術(shù)在連接多個數(shù)據(jù)中心時，比用傳統(tǒng)方法要容易得多。它基本上是二層的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，由軟件來更新網(wǎng)絡(luò)交換機，連接位于不同地區(qū)的數(shù)據(jù)中心。在Hicloud網(wǎng)絡(luò)中，需要連接三個不同地方的數(shù)據(jù)中心，OTV在其中發(fā)揮很重要的作用，有助于實現(xiàn)應(yīng)用可靠性和靈活的工作負載遷移。OTV是一項“MAC in IP”技術(shù)，通過使用MAC地址路由規(guī)則，OTV可提供一種疊加（overlay）網(wǎng)絡(luò)，能夠在分散的二層域之間實現(xiàn)二層連接，同時保持這些域的獨立性以及IP互聯(lián)的容錯性、永續(xù)性和負載均衡優(yōu)勢。與MPLS（多協(xié)議標簽交換）及更早的幀中繼和異步傳輸模式協(xié)議等相比，OTV技術(shù)不需要重新設(shè)計網(wǎng)絡(luò)，也不需要在內(nèi)核中安裝如標簽交換這樣的特殊服務(wù)。 OTV只是簡單地覆蓋現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，它在繼承所有精心設(shè)計的IP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢的同時，保持了在第二層進行互聯(lián)的數(shù)據(jù)中心的獨立性。

　　FabricPath是Hicloud網(wǎng)絡(luò)中的又一創(chuàng)新運用。在流量模型逐漸從“南北走向”向“東西走向”遷移的過程中，STP（Spanning Tree，生成樹協(xié)議）越來越成為制約點。從協(xié)議上解決這一問題的辦法有SPB和Trill兩種，F(xiàn)abricPath是Trill協(xié)議的一個擴展集，可以看作是一個“增強版的Trill”，是Trill的基本功能與“基于會話的MAC地址學(xué)習(xí)”、“VPC＋多重拓撲”等高級功能的合集。

　　從協(xié)議層面，F(xiàn)abricPath定義了名為switch ID的全新二層地址空間，switch ID作為一臺交換機的唯一標識，還提供了節(jié)點之間進行路由尋址的依據(jù)。定義了二層的TTL字段，類似IP協(xié)議中的TTL機制，以防止數(shù)據(jù)幀在FabricPath域中被無限次轉(zhuǎn)發(fā)。FabricPath引入了改進的IS-IS協(xié)議作為控制信令，不再依賴MAC地址進行尋址，而是依靠交換機的switch ID完成尋址工作，在節(jié)點之間交換IS-IS信令構(gòu)建路由表。“基于會話的MAC地址學(xué)習(xí)”指的是只有那些目的地址為本地服務(wù)器的數(shù)據(jù)幀里的源地址會被放入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC地址表，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只保存與本地有會話關(guān)系的MAC地址表項，從而大大縮小了虛擬化數(shù)據(jù)中心接入設(shè)備的MAC地址表。

　　OTV 和 FabricPath 技術(shù)的聯(lián)合使用，可以讓未來 HiCloud 群組云數(shù)據(jù)中心真正實現(xiàn)只有一個單一虛擬云端機房的目標。

實施效果的檢驗

　　在進行了這樣的網(wǎng)絡(luò)改造之后，云計算在HiCloud的價值被放大，主要包括以下幾個方面：實現(xiàn)了資源的有效利用，不僅節(jié)約了服務(wù)器資源的使用和維護成本，而且減少了布線和人員成本，把網(wǎng)絡(luò)資源集中運行，減少浪費并且降低運營成本；提高實時反應(yīng)能力，不再受制于地區(qū)和時間的限制，分散在各地的員工和合作伙伴都可以隨時讀取資源，解決了員工協(xié)同工作的問題；系統(tǒng)建設(shè)的高彈性，用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要，對虛擬及物理設(shè)備擴充或者縮減，而高兼容性則可以很好地實現(xiàn)投資保護的需求。此外，網(wǎng)絡(luò)安全的整體能力也得到了大幅度提升。

　　在部署的過程中，快速是所有用戶都希望實現(xiàn)的目標。在服務(wù)器和虛擬主機的部署上，這個問題得到了妥善解決，在10分鐘之內(nèi)就可以快速部署80臺虛擬主機。此外，在主機切換系統(tǒng)服務(wù)時，不需要額外進行網(wǎng)絡(luò)或存儲設(shè)備的調(diào)配，服務(wù)器故障切換速度也得到提高了，而無單點故障存儲架構(gòu)則很好地提升數(shù)據(jù)安全性和系統(tǒng)的可用性。

云未來前瞻

　　云計算作為一項主要的技術(shù)趨勢，已在市場上得到迅速滲透，連續(xù)幾年位居Gartner 十大戰(zhàn)略性技術(shù)趨勢之列。它為獲得IT服務(wù)開辟了一條新途徑，使個人和企業(yè)能夠自由選擇獲取或交付IT服務(wù)的方式，并且減少傳統(tǒng)軟件和硬件許可模式限制帶來的影響。

　　在思科全球云端指數(shù)（Cisco Global Cloud Index）（2010-2015）報告中，思科推測全球云端計算流量至2015年將由每年130EB （exabyte）大幅上升12倍至每年1.6ZB（zettabyte）。該研究更預(yù)計2014年數(shù)據(jù)中心內(nèi)超過五成計算工作將以云端為基礎(chǔ)。這就對云數(shù)據(jù)中心提出了更高的要求，中華電信的HiCloud將不會是一個孤立的存在。