電子工業(yè)出版社《云計(jì)算(第三版)》配套課件云計(jì)算（第三版）CLOUDCOMPUTINGThirdEdition主編：劉鵬教授第9章云計(jì)算數(shù)據(jù)中心(一)本套PPT下載地址：/list.aspx?cid=20云計(jì)算的紅寶書書籍購(gòu)買地址：/item.html?itemID=1469775685&p=-1微信掃描二維碼關(guān)注云計(jì)算頭條電子工業(yè)出版社《云計(jì)算(第三版)》配套課件（包郵且有劉鵬教授親筆簽名）教授、博導(dǎo)、學(xué)科帶頭人，清華大學(xué)博士。現(xiàn)任中國(guó)云計(jì)算專家咨詢委員會(huì)秘書長(zhǎng)、中國(guó)信息協(xié)會(huì)大數(shù)據(jù)分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、工業(yè)與信息化部云計(jì)算研究中心專家。主持完成科研項(xiàng)目25項(xiàng)，發(fā)表論文80余篇，出版專業(yè)書籍15本。獲部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng)。主編了國(guó)內(nèi)第一本云計(jì)算教材《云計(jì)算》和第一本云計(jì)算編程書籍《實(shí)戰(zhàn)Hadoop》。創(chuàng)辦了知名的中國(guó)云計(jì)算（）和中國(guó)大數(shù)據(jù)（）網(wǎng)站。曾率隊(duì)奪得2002PennySort國(guó)際計(jì)算機(jī)排序比賽冠軍，兩次奪得全國(guó)高校科技比賽最高獎(jiǎng)，并三次奪得清華大學(xué)科技比賽最高獎(jiǎng)。榮獲“全軍十大學(xué)習(xí)成才標(biāo)兵”（排名第一）、南京“十大杰出青年”、江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年科學(xué)技術(shù)帶頭人、清華大學(xué)“學(xué)術(shù)新秀”等稱號(hào)。劉鵬9.1云數(shù)據(jù)中心的特征9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署9.3綠色節(jié)能技術(shù)9.4自動(dòng)化管理9.5容災(zāi)備份9.1云數(shù)據(jù)中心的特征69.1云數(shù)據(jù)中心的特征Facebook、谷歌、亞馬遜等在多地建立了自己的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心79.1云數(shù)據(jù)中心的特征高設(shè)備利用率綠色節(jié)能高可用性自動(dòng)化管理1234采用虛擬化技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心整合,優(yōu)化資源利用率、簡(jiǎn)化管理通過(guò)先進(jìn)的供電和散熱技術(shù)，降低數(shù)據(jù)中心的能耗當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展或升級(jí)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能影響不大。云數(shù)據(jù)中心應(yīng)是24×7小時(shí)無(wú)人值守并可遠(yuǎn)程管理的。云數(shù)據(jù)中心的幾個(gè)特征9.1云數(shù)據(jù)中心的特征9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署9.3綠色節(jié)能技術(shù)9.4自動(dòng)化管理9.5容災(zāi)備份9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)模帶寬容錯(cuò)性擴(kuò)展性布線

復(fù)雜性成本兼容性配置開(kāi)銷流量隔離靈活性FatTree中中中中較高較高高較高無(wú)低VL2大大中中較高較高中較高無(wú)中OSA小大差中較低較高低中無(wú)高WDCN小大較好中較低中中中無(wú)高DCell大較大較好較好高較高中較高無(wú)較高FiConn大較大較好較好較高中中較高無(wú)較高BCube小大好較好高較高中較高無(wú)較高M(jìn)DCube大大較好較好高高中較高無(wú)較高9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署為了適應(yīng)新型應(yīng)用的需求，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)需要在低成本的前提下滿足高擴(kuò)展性、低配置開(kāi)銷、健壯性和節(jié)能的要求。文獻(xiàn)[4]對(duì)目前的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)做了對(duì)比，見(jiàn)下表：9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署9.2.1改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)9.2.2遞歸層次結(jié)構(gòu)9.2.3光交換網(wǎng)絡(luò)9.2.4無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)9.2.5軟件定義網(wǎng)絡(luò)11圖9-1FatTree網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)12消除了樹(shù)形結(jié)構(gòu)上層鏈路對(duì)吞吐量的限制為內(nèi)部節(jié)點(diǎn)間通信提供多條并行鏈路橫向擴(kuò)展的嘗試降低了構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的成本與現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)使用的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)和IP配置的服務(wù)器兼容9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)相比，F(xiàn)atTree結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)：但是，F(xiàn)atTree的擴(kuò)展性受限于核心交換機(jī)端口數(shù)量，目前比較常用的是48端口10G核心交換機(jī)，在3層樹(shù)結(jié)構(gòu)中能夠支持27648臺(tái)主機(jī)。139.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)微軟數(shù)據(jù)中心采用了VL2架構(gòu)，VL2是一套可擴(kuò)展并十分靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。123扁平尋址，這可以允許服務(wù)實(shí)例被放置到網(wǎng)絡(luò)覆蓋的任何地方。負(fù)載均衡將流量統(tǒng)一的分配到網(wǎng)絡(luò)路徑。終端系統(tǒng)的地址解析拓展到巨大的服務(wù)器池。使用CLOS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立扁平的第二層網(wǎng)絡(luò)。核心思想在VL2的體系結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用程序使用服務(wù)地址通信而底層網(wǎng)絡(luò)使用位置信息地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這使得虛擬機(jī)能在網(wǎng)絡(luò)中任意遷移而影響服務(wù)質(zhì)量。14VL2仍然采用三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行交換機(jī)級(jí)聯(lián)。但不同的是，VL2中的各級(jí)交換機(jī)之間都采用10Gbps端口以減小布線開(kāi)銷。9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)15在VL2中，IP地址僅僅作為名字使用，沒(méi)有拓?fù)浜x。VL2的尋址機(jī)制將服務(wù)器的名字與其位置分開(kāi)。VL2使用可擴(kuò)展、可靠的目錄系統(tǒng)來(lái)維持名字和位置間的映射。當(dāng)服務(wù)器發(fā)送分組時(shí)，服務(wù)器上的VL2代理開(kāi)啟目錄系統(tǒng)以得到實(shí)際的目的位置，然后將分組發(fā)送到目的地。VL2是目前最易用于對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)改造的結(jié)構(gòu)，但VL2依賴于中心化的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)2層語(yǔ)義和資源整合，面臨單點(diǎn)失效和擴(kuò)展性問(wèn)題。9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署9.2.1改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)9.2.2遞歸層次結(jié)構(gòu)9.2.3光交換網(wǎng)絡(luò)9.2.4無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)9.2.5軟件定義網(wǎng)絡(luò)179.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署遞歸層次結(jié)構(gòu)構(gòu)建高層次網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要的低層網(wǎng)絡(luò)的個(gè)數(shù)等于每個(gè)低層網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器個(gè)數(shù)加1，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示。189.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署遞歸層次結(jié)構(gòu)199.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署遞歸層次結(jié)構(gòu)BCube使用交換機(jī)構(gòu)建層次化網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中主要包括服務(wù)器和交換機(jī)兩種組件。一個(gè)BCubek有N=nk+1個(gè)服務(wù)器和k+1層交換機(jī)，每一層有nk個(gè)n端口交換機(jī)。9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署9.2.1改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)9.2.2遞歸層次結(jié)構(gòu)9.2.3光交換網(wǎng)絡(luò)9.2.4無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)9.2.5軟件定義網(wǎng)絡(luò)219.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署光交換網(wǎng)絡(luò)229.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署光交換網(wǎng)絡(luò)9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署9.2.1改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)9.2.2遞歸層次結(jié)構(gòu)9.2.3光交換網(wǎng)絡(luò)9.2.4無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)9.2.5軟件定義網(wǎng)絡(luò)24無(wú)線技術(shù)可以在不必進(jìn)行重新布線的情況下靈活調(diào)整拓?fù)洌∪チ藦?fù)雜的布線工作，但無(wú)線技術(shù)在提供足夠帶寬的前提下，其傳輸距離是有限的，因而限制了其在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的部署。9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署9.2.1改進(jìn)型樹(shù)結(jié)構(gòu)9.2.2遞歸層次結(jié)構(gòu)9.2.3光交換網(wǎng)絡(luò)9.2.4無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)9.2.5軟件定義網(wǎng)絡(luò)269.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署軟件定義網(wǎng)絡(luò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SoftwareDefinedNetworking，SDN）作為新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)成為最近學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)，美國(guó)GENI、Internet2、歐洲OFELIA和日本的JGN2plus先后展開(kāi)對(duì)SDN的研究和部署。SDN相關(guān)的工作主要在三個(gè)相關(guān)組織開(kāi)展開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)ONF（OpenNetworkingFoundation）定義的OpenFlow架構(gòu)IETF的SoftwareDrivenNetwork架構(gòu)ETSI的NetworkFunctionVirtualization架構(gòu)27應(yīng)用層控制層基礎(chǔ)設(shè)施層應(yīng)用程序SDN控制軟件網(wǎng)絡(luò)程序APIAPIAPI網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制和數(shù)據(jù)平面接口（如OpenFlow）9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署軟件定義網(wǎng)絡(luò)28圖9-10OpenFlow交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署軟件定義網(wǎng)絡(luò)299.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署軟件定義網(wǎng)絡(luò)Google在其廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)大規(guī)模使用基于OpenFlow的SDN技術(shù)，通過(guò)10G網(wǎng)絡(luò)鏈接分布全球的12個(gè)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的流量工程和實(shí)時(shí)管控功能，使其數(shù)據(jù)中心的核心網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率提高到了100%，谷歌將自己的SDN網(wǎng)絡(luò)命名為為B4，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。本章未完待續(xù)百度排名首位的大數(shù)據(jù)資料和交流中心百度排名首位的云計(jì)算資料和交流中心終生免費(fèi)的智能硬件大數(shù)據(jù)托管平臺(tái)掃一掃，進(jìn)入萬(wàn)物云終生免費(fèi)的環(huán)境大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)掃一掃，進(jìn)入環(huán)境云云創(chuàng)大數(shù)據(jù)

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培養(yǎng)一支云計(jì)算師資隊(duì)伍來(lái)自云計(jì)算高手的系列培訓(xùn)，

早在2010年就培訓(xùn)了全國(guó)第一批云計(jì)算師資力量。

營(yíng)造一個(gè)大數(shù)據(jù)科研環(huán)境為科研提供技術(shù)支持，與大數(shù)據(jù)應(yīng)用相結(jié)合，讓科研邁上新臺(tái)階。了解詳情學(xué)習(xí)云計(jì)算必須關(guān)注的公眾號(hào)知名微信公眾號(hào)推薦劉鵬看未來(lái)云計(jì)算頭條云創(chuàng)大數(shù)據(jù)中國(guó)大數(shù)據(jù)微信號(hào)：chinacloudnj微信號(hào)：cstorbigdata資源豐富、分析深入、更新及時(shí)的云計(jì)算知識(shí)共享平臺(tái)。微信號(hào)：lpoutlook微信號(hào)：cStor_cn國(guó)內(nèi)大數(shù)據(jù)龍頭企業(yè)。提供領(lǐng)先的云存儲(chǔ)、