云计算资源调度难点分析

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1、2011年第15期SCTENCE&TECHNOLOGYTNFORMATTONOIT论坛O科技信息云计算网络资源调度难点分析及解决方案陆建伟（上海交通人学信息安全工程学院中国上海201203）【摘要】木论文就云计算网络资源调度难点进行分析，结合网络虚拟化、VPLS等技术，提出相应的解决方案。【关键词】云计算；资源调度；VPLS；网络虚拟化1云计算简介44.1大规模二层网络构建碰到的问题及解决办法云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合

2、的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS.PaaS.IaaS.MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。云计算的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力。云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务，故如何快速合理的对网络资源进行调度是云计算须解决的关键问题。2

3、快速调度网络资源的关键云计算网络中，计算资源能够按需扩展、灵活调度部署，这由虚拟机的迁移功能实现，虚拟化环境的计算资源必须在二层网络范围内实现透明化迁移。透明环境不仅限于数据中心内部，对于多个数据中心共同提供的云计算服务，要求云计算的网络对数据中心内部、数据中心Z间均实现透明化交换，这种服务能力可以使客户分布在云中的资源逻辑上相对集中,如在相同的一个或数个VLAN内，而不必关心具体物理位置；对云服务供应商而言，透明化网络可以在更大的范围内优化计算资源的供应，提升云计算服务的运行效率、有效节省资源和成本

4、。因此运营商云计算网络资源调度的关键就是构建大规模的二层网络,包括单数据中心和多数据中心之间的二层网络，覆盖更多的资源范围，同时虚拟主机所对应的交换机端口可以灵活的加入到用户业务VLAN中，实现二层互访、业务迁移。多拓扑二层网络为了构建一张高町靠的二层网络，传统的二层网络扩展釆用环形组网配合STP牛成树协议来完成，但是随着网络规模的扩人和VLAN数量的增加，实际的网络拓扑就会变得过于复杂。主要问题包括：1）网络结构复杂，节点多，管理难度大2）网络内部流量大，核心链路压力咼3）STP生成树、HSRP冗余

5、保护协议收敛速度慢如何改变现有的网络状况，我们可以采用网络虚拟化技术，将同一层次的多台网络设备虚拟成一台逻辑设备，破除了原先网络的环路，同时网络设备数量急剧减少，网络拓扑变成了清晰简单的树形网络。典型的网络虚拟化技术，例如IRF2,第二代智能弹性架技术。IRF2的核心思想是将多台设备通过IRF物理端口连接在一起，进行必要的配置后，虚拟化成一台“虚拟设备”，通过该“虚拟设备”来实现多台设备的协同工作、统一管理和不间断维护。如图2所示：3VPLS技术介绍图2IRF技术实例VPLS（VirtualPriva

6、teLANService,虚拟专用局域网服务）是在公用网络屮提供的一种点到多点的二层VPN业务。VPLS使地域上隔离的用户站点能通过MAN或WAN相连，并FL使各个站点间的连接效果像在一个LAN中一样。VPLS提供二层VPN服务。在VPLS中，用户是由多点网络连接起来,不同于传统VPN提供的P2P的连接服务。VPLS实际上就是在PE上创建一系列的虚拟交换机租借给用户，虚拟交换机的组网和传统交换机完全相同，这样，用户就可以通过MAN或WAN来实现自己的TRF2技术大大改善2层网络性能，这主要表现在：1）

7、简化网络结构，减少设备数量IRF2形成以后，从逻辑上而言是一台设备，冇统一的转发表项，包括MAC表、ARP/ND表、路由表和标签信息等。每个成员设备都有完整的转发能力，当它收到待转发报文时，直接查询本机的转发表项得到报文的出接口，以及下」跳和封装信息，然后将报文从正确的出接口送出去。这个出接口可以在本机上也可以在其它成员设备上。IRF2通过IRF端口将报文从一台成员设备送到其它成员设备的过程对外界是完全屏蔽的，例如对于三层报文来说，跨设备转发跳数上只增加1跳，即表现为只经过了一个网络设备。IRF2组网

8、条件下，对整个网络的配置管理发生了很大变化：原来的多台物理设备现在成为一台逻辑设备，也只有一个管理IP,其中所有的IRF成员可以统一配置管理，不需要登录到不同设备各自管理运维。2）链路聚合，分摊核心链路压力IRF2支持的新型分布式聚合技术可以跨设备配置链路备份，用户可以将不同成员设备上的物理以太网端口配置成一个聚合端口，从而有效分摊核心链路流量压力。IRF2每个成员设备都有完整的二/三层转发能力，当它收到待转发的二/三层报文时，可以通过查询本机的二/三层