中國有句俗話“要想富，先修路”，對于數(shù)據中心，修好網絡入口帶寬這條信息傳輸?shù)母咚俚缆贩浅Ｖ匾绕洳荒茉诔鋈肟谠O卡。隨著數(shù)據中心業(yè)務不斷增長，內部不斷進行升級和擴容，出入口的帶寬也要隨之提升，否則就會出現(xiàn)擁塞。在數(shù)據中心帶寬建設方面，聰明的人類已經想出了多種提升網絡帶寬的方法，本文將一一呈現(xiàn)。
網絡技術經過了短短幾十年的發(fā)展，單端口的網絡帶寬已經由當初的10M發(fā)展到了40G/100G，增長了近1萬倍。10M到100G意味著，在網絡設備連接的兩個服務器之間傳遞文件，如果不考慮服務器性能因素，一個10G的視頻大片，在100G帶寬上傳輸瞬間就能完成，花費0.1秒，如果放到10M帶寬上傳輸，則要1000秒，近20分鐘。所以提升單端口的帶寬也可以實現(xiàn)網絡擴容。比如：原來數(shù)據中心的網絡出口原來采用的是10G互連，現(xiàn)在改為40G或者100G互連，這樣在不改變布線的情況下，就可以將帶寬提升4~10倍，這種方式不用改變現(xiàn)有的網絡配置，只需要更換兩邊可以支持40G/100G的網絡設備，一般數(shù)據中心的網絡總的出入口都是框式的高端路由器或交換機，直接增加一塊包含有40G/100G端口的板卡就可以了，非常方便。當然，有些較老的設備未必能支持40G/100G的擴容，就需要整機更換網絡設備了。
增加支持40G/100G的端口需要數(shù)據中心購入新設備，增加數(shù)據中心運營成本。而采用鏈路聚合技術，則只需要增加幾條網絡布線，成本更低。鏈路聚合技術也稱主干技術或者捆綁技術，其實質是將兩臺設備間的數(shù)條物理鏈路“組合”成邏輯上的一條數(shù)據通路，稱為一條聚合鏈路，從而實現(xiàn)增加鏈路帶寬的目的，幾乎所有的網絡設備都支持鏈路聚合技術。鏈路聚合分為二層鏈路聚合和三層路由口聚合兩種技術，二層聚合的成員端口全部為二層以太網接口，三層聚合的成員端口全部為三層路由接口。無論是二層還是三層，實現(xiàn)的目的都是增加了網絡帶寬。通過鏈路聚合可以將多個端口聚合到一起，使得網絡帶寬成倍增長。比如數(shù)據中心原來采用的是單端口10G做出口，通過8個10G端口做鏈路聚合，就可以使得網絡帶寬達到80G，提升8倍。而這個調整過程只需要增加聚合配置，然后增加幾個光模塊和互連光纖就可以完成，這是一種在數(shù)據中心普遍采用的技術。
如果通過以上兩種方式完成數(shù)據中心帶寬擴容，那么是多么容易的事情。但是，實際上有時我們要考慮投入的成本，以及數(shù)據中心連接的運營商網絡的實際情況，有時聚合對接無法完成，所以就要再考慮其它方法。二層出口為了避免引入環(huán)路，只能通過配置不同VLAN的方式達到增加帶寬的目的。比如原來的網絡出口是VLAN 100，再增加一個端口，配置VLAN 101，通過配置將部分流量轉移到VLAN 101中來，這樣涉及數(shù)據中心內部全網絡的配置整改，同時運營商部分也要配置整改，這樣修改的工作量大、周期長，這樣也可以實現(xiàn)帶寬倍增的效果。由于VLAN最多可以配置4094個，比鏈路聚合規(guī)模更大（有的設備鏈路聚合最多只支持8個端口），只要配置時注意避免產生環(huán)路即可。在數(shù)據中心的新技術中，TRILL技術很好地解決了傳統(tǒng)STP的帶寬浪費的問題，并很好地增加了網絡帶寬。STP協(xié)議在正常工作時，會阻塞一半的網絡端口，造成了網絡帶寬的浪費。而TRILL技術也不會，其可以實現(xiàn)同一個VLAN內多路徑同時轉發(fā)，同時還可以避免產生環(huán)路。所以二層出口若能部署TRILL技術，也可以在不同端口上部署相同的VLAN，也可以達到增加帶寬的目的。這樣做的好處就是數(shù)據中心內部不再需要將全部配置進行更改，工作量和風險都很小。
三層出口可以通過等價路由的方式增加帶寬，對于相同的一條路由，可以有多條路徑可達，這就是等價路由。要成為等價路由的成員端口，需要讓多條路由形成等價，路徑開銷要保持一致。形成等價路由后，三層流量可通過HASH的方式來選擇具體的下一跳路由，這樣確保流量均勻，避免出現(xiàn)單路徑擁塞。實際上，由于有些流量比較單一，或者設備的HASH算法不完善，經常會出現(xiàn)流量不均的問題，所以當采用等價路由方式增加網絡帶寬時，有時還需要調整一些HASH算法或者端口來解決這些問題。另外采用等價路由的方式也要避免產生一些路由環(huán)路問題，在配置上做多加注意，尤其是運營商網絡部分的配置也要隨之調整。絕大多數(shù)路由環(huán)問題都是流量由數(shù)據中心轉給運營商廣域網絡時又被轉發(fā)了回來，這時的配置要做相應的調整。
這些增加數(shù)據中心網絡帶寬的方法，非常簡單實用，在數(shù)據中心里也都有著廣泛應用。有的方法實施簡單，但是成本較高；而有的方法調整復雜，但是成本較低?？梢愿鶕约旱臄?shù)據中心實際情況來做選擇?，F(xiàn)在的40G/100G端口應用逐漸普及，400G的單端口技術已經在實驗室中在開展，相信不久的將來也會走出實驗室，這讓我們有了更多機會去擴展數(shù)據中心的帶寬。以太網技術的理論最高帶寬單端口是1000G，這是以太網技術可以達到的最高帶寬。照目前的發(fā)展速度，也許很快就會達到，到時單端口已經無法滿足數(shù)據中心的高速發(fā)展，相信還會有更多增加帶寬的技術出現(xiàn)。
