一、計算模式的演進

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圖 1 計算模式的演進

計算紀年：
1、大型機時代：20世紀60~70年代，計算機體積大、價格高，支持成百上千用戶同時操作。
2、個人電腦時代：20世紀80~90年代，計算機體積小、價格低，只支持單個用戶同時操作。
3、移動時代：21世紀00~10年代，終端設備搭載移動操作系統，用戶隨時隨地可用。
4、泛在時代：21世紀20年代及以后，計算無處不在，無所不包，典型代表：云計算。

二、云計算應用場景及特征

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圖 2 云計算

應用場景：
1、支持動態組織和業務系統的應用：
典型代表：移動辦公。

2、提供集中管理和集成共享的應用：
典型代表：桌面管理。

3、基于網絡渠道和面向服務的應用：
典型代表：電子商務。

4、需要大數據計算和存儲能力的應用：
典型代表：搜索服務。
特征：經濟性、靈活性、共享性、可靠性、可擴展性。

三、云計算數據中心網絡需求

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圖 3 云計算數據中心網絡

云計算的主要載體是數據中心。數據中心云化對網絡提出了新需求：
1、超大規模，平滑擴展：支持數萬甚至更高量級的服務器接入。
2、虛機動態遷移：虛機可在不同物理機之間漂移。
3、交換無阻塞，轉發低時延：網絡流量以東西向為主，南北向為輔。
4、多租戶：不同租戶網絡物理共享，邏輯隔離。
5、低成本，高擴展：采用普通商用組件作橫向擴展。
6、網絡靈活性：可動態調整拓撲、負載。
7、高效的網絡協議：根據數據中心結構和流量特點設計網絡協議。
但是在傳統數據中心網絡中難以滿足上述需求。

四、數據中心軟件定義網絡

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圖 4 SDN網絡架構

為了應對云計算的沖擊，數據中心網絡需要SDN化。SDN的價值主要體現在網絡即服務。
SDN的本質在于抽象網絡控制，包括轉發抽象（網絡模型）、狀態分步抽象（全局網絡視圖）與規格抽象（抽象網絡視圖）。SDN的特征有控制與轉發分離、開放的編程接口與集中化的網絡控制。

五、基于Overlay的SDN解決方案

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圖 5 Overlay網絡

基于Overlay的SDN解決方案存在如下優勢：
1、復用傳統網絡基礎設施，設備復用；
2、突破傳統網絡中虛擬網絡數量限制；
3、虛擬網絡拓撲與物理網絡基礎設施解耦；
4、支持VM動態遷移；
5、多租戶支持，網絡資源可復用且相互隔離不干擾；
6、虛擬網絡多路徑轉發；
7、輕松實現業務編排。
但是云計算對數據中心網絡的挑戰依然存在。

六、挑戰依然存在

1、網絡故障定位：

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圖 6 網絡故障定位

一旦網絡出現異常，難以快速界定到底是上層網絡、下層網絡還是服務器的問題。往往需要虛擬網絡、服務器、物理網絡運維團隊三方協同。解決問題難度大，耗時長，代價大。

2、物理網絡部署：

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圖 7 物理網絡部署

物理網絡設備部署流程通常包括：網絡設備上架加電、設備配置、調試網絡連通性、添加網管、設備信息登記。網絡設備配置復雜，人工操作易錯，部署速度緩慢。