隨著人們的工作生活越來越依賴于數(shù)據(jù)中心,這使得數(shù)據(jù)中心的流量增長迅速。根據(jù)相關統(tǒng)計,從2013年到2017年,全球數(shù)據(jù)中心流量將增長3倍,累計達到7.7ZB。這樣的增長速度也促使全球各地正在廣泛開展數(shù)據(jù)中心擴建或新建工作。
2014年世界杯正進行得如火如荼,有關世界杯的視頻和網(wǎng)絡預計就會產(chǎn)生4.3EB的流量,世界杯的相關報道和視頻通過全球各地數(shù)據(jù)中心迅速擴展和蔓延,讓世界上任何一個角落都能感受到世界杯,當然這些數(shù)據(jù)也占用了大量的流量帶寬,給全球的數(shù)據(jù)中心都帶來了負擔。如果說十年前誰掌握能源,誰就是世界之王,那么對于如今的信息時代,流量就是一切,誰能掌控流量,誰能擁有流量,誰就能掌控世界。所以很多國家將信息建設確定為國家戰(zhàn)略,可見對信息建設的重視。數(shù)據(jù)中心作為信息高速公路上的最重要一環(huán),不可缺少。
數(shù)據(jù)中心承載的流量并不是連續(xù)、一成不變的。數(shù)據(jù)中心全年時刻都在運轉,隨時處理來自世界各地的服務需求,所以不同時間流量是不一樣的。比如:對于全國鐵路訂票網(wǎng)站12306,每年的春運都是流量高發(fā)期;對于阿里巴巴,每年的雙11都是流量突發(fā)時間。就算在平時,訪問量也會有變化,一般后半夜肯定流量會少,而周末流量會高,所以數(shù)據(jù)中心的流量時時刻刻都有波動,這時就會產(chǎn)生突發(fā)流量。大量研究也表明,實際網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量在任何時間尺度上都具有突發(fā)性,且這種突發(fā)沒有自然的長度。數(shù)據(jù)中心對于突發(fā)流量都有哪些應對之策?本文將公布答案。
如果數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡帶寬遠大于數(shù)據(jù)中心業(yè)務最高峰時產(chǎn)生的突發(fā)流量,那么不用去管它,因為數(shù)據(jù)中心帶寬容量還很充裕。當然按照正常的流量增長速度,數(shù)據(jù)中心遲早會面臨著帶寬不足的那一天,如果這一天到來了,我們有哪些緩解突發(fā)流量沖擊的方法呢。很多的突發(fā)流量都是在短時間內(nèi)流量突然增加的,如果在數(shù)據(jù)中心的設備上可以暫時將這部分流量存儲下來,暫緩發(fā)送,那么就會減少丟包情況?,F(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心都要求使用大緩存的網(wǎng)絡設備,一般的單端口緩存可達到10M~1G,這意味如果一個端口的帶寬是10G,那么其可以全力轉發(fā)11G的流量,有效應對了網(wǎng)絡突發(fā)流量。那一定有人說,這樣換成兩個10G端口不就可以了,這樣的確會解決突發(fā)流量問題,但是增加一個端口意味著要增加成本,一個10G光模塊就要上千元,還要增加布線。而實際最大流量只有11G,絕大多數(shù)時間流量都在10G以下,增加一個10G在絕大多數(shù)時間內(nèi)都處于空閑狀態(tài),造成了網(wǎng)絡帶寬的浪費。如果網(wǎng)絡設備本身有大緩存功能,就可以解決這類突發(fā)問題。所以具有大緩存的網(wǎng)絡設備是數(shù)據(jù)中心的首選,這將有效緩解數(shù)據(jù)中心突發(fā)流量問題。
即使網(wǎng)絡設備有大緩存,也有可能被流量超越,畢竟一個10G端口通過緩存可以處理11G的流量,但是有時還是不夠。當緩存已經(jīng)被流量所塞滿,再也沒有能力轉發(fā)更多流量,于是流控技術就出現(xiàn)了。流控技術用于防止在端口阻塞的情況下丟幀,這種方法是當發(fā)送或接收緩存區(qū)開始溢出時通過將阻塞信號發(fā)送回源地址實現(xiàn)的。源設備收到流控信號后,就知道了網(wǎng)絡有擁塞,隨后減緩發(fā)送速率,這樣可以有效減輕網(wǎng)絡擁塞程度。流控技術是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部廣泛使用的一種應對突發(fā)流量的方法,當然這種方法只是將擁塞轉移給了源設備,網(wǎng)絡擁塞得到緩解。如果源設備無法臨時存儲這部分超帶寬的流量,依然會出現(xiàn)丟包,所以源設備的緩存大小尤為重要,否則流控技術不能真正緩解擁塞狀況,它只是將突發(fā)流量轉移點轉移。網(wǎng)絡設備出現(xiàn)突發(fā)流量基本都是由于多端口流量向一個端口轉發(fā)時出現(xiàn)的,所以很多時候源端口的帶寬并沒有滿,這時流控技術適當降低源端口收到的流量速度,對于緩解突發(fā)流量還是非常有效的。流控技術是一種復雜技術,很多核心網(wǎng)絡設備未必能夠支持,所以需要了解設備支持流控的真實情況。
如果網(wǎng)絡設備和流量源設備都不能再有多余的緩存應對突發(fā)流量,還有一種方法解決這個問題,那就是流量調(diào)度功能。流量調(diào)度功能包括流量限速、流量監(jiān)管、流量優(yōu)先級映射等功能,通過流量映射功能將重要業(yè)務映射到高優(yōu)先級隊列,這樣在出現(xiàn)突發(fā)流量時,確保重要業(yè)務流量優(yōu)先轉發(fā),這種方法不能保證沒有丟包,但可以確保重要業(yè)務不出現(xiàn)丟包。還可以通過流量限速將低優(yōu)先級的流量進行丟棄,保證重要業(yè)務流量通過,減少突發(fā)流量出現(xiàn)。無論是流量限速還是優(yōu)先級映射都是一種殺卒保帥的方法,低優(yōu)先級業(yè)務會有丟包,保證高優(yōu)先級業(yè)務正常。另外流量整形功能,其通過限制流出某一網(wǎng)絡的某一連接的流量與突發(fā),使這類報文以比較均勻的速度向外發(fā)送,這樣就會使數(shù)據(jù)中心整體網(wǎng)絡流量比較均勻,減少了網(wǎng)絡設備的擁塞壓力,流量整形是減少突發(fā)流量的有效方法,流量整形是一種無丟包的方法。
通過大緩存、流控、流量調(diào)度方法可以有效緩解突發(fā)流量對數(shù)據(jù)中心的沖擊,但只能是緩解,這個不是徹底解決突發(fā)流量的根本方法,只有增加網(wǎng)絡帶寬才是終極解決方案。不過增加網(wǎng)絡帶寬意味著要對數(shù)據(jù)中心進行擴建,要增加運維成本,而且擴建還會中斷數(shù)據(jù)中心業(yè)務,因此和三種緩解突發(fā)流量方法相比,投入成本過高,不到萬不得已不會采用,這三種方法仍是解決突發(fā)流量的首要方法。
(審核編輯: 小王子)