基于云计算环境下的网络技术研究

胡海锋

摘要：云计算是指一种基于互联网现有服务项目的基础上而增加使用与支付模式等相关因素的虚拟化资源。基于云计算环境下的网络技术将大大降低企业信息化的成本，提高信息系统的资源利用率，基于此，本文的研究就是对云计算环境下的网络技术的探析。

关键词：云计算；网络技术；数据

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）18-0018-02

数据中心是云计算的基本载体，云计算环境下的信息数据膨胀将使得信息数据中心面临前所未有的挑战，在此基础上云计算就向网络技术提出了新的挑战，在此过程中也产生了一些新型的技术。

1 基于云计算环境下网络技术体系的基本框架

云计算业务主要的承载地是数据内部中心，数据内部中心将随着云计算业务的部署逐级逐步进行发展，经过多级的发展后，数据内部中心就会产生一些新的特点，例如云计算数据中心的规模化与虚拟化等特点，这些特点将促使数据内部中心带来新的变革。不受云计算业务影响的数据处理中心大多都是以IP网络进行组网的，由于传统的数据处理中心都是用户与服务器之间进行交换数据的，因此，其比较适合于组网模式，而基于云计算环境下网络数据处理中心的横向流量是传统数据处理中心的几倍。基于云计算网络技术体系的框架可以大致的分为：服务器之间、虚拟机之间、数据中心之间、用户与数据中心之间四个部分，在这个四个数据中心里占据数据中心内部的是虚拟机之间与服务器之间（见图一）[1]。

（1）服务器之间

云计算网络技术体系框架下的服务器之间的网络，网络的互联主要是以交换机进行交换的，在此过程中网络互联的流量流向有纵向与横向流量，其中以横向流量为主进行网络互联的是云计算数据中心的分布式计算，在云计算技术体系框架中服务器间的虚拟交换与横向流量的迁移主要是在二层网络内进行交换的。

（2）虚拟机之间

云计算网络技术虚拟机之间网络的互联过程也就是虚拟机本地互访网络的过程，现阶段，虚拟机之间的技术主要是依靠于各个软件层面的虚拟交换机来进行交换的[2]。

（3）数据中心之间

在同一城市区域内可以实现数据中心之间网络的互联，其主要是以城域网的核心层进行互联的，而不在同一城市区域内的，数据中心之间网络的互联可以以骨干网来进行互联。由于与计算数据中心之间网络的互联的逐步完善，使得在此基础上云计算业务的规模也逐渐变大，有些有规模业务基础的数据中心集群在网络互联的过程中需要在数据中心的不同位置上进行分布，所以搭建二层网络就显得尤其重要，二层网络主要是在网络跨数据中心机房进行搭建的[3]。

（4）用户与数据中心之间

用户与数据中心之间网络的互联主要是以同一城市区域内的城域网进行互联的，用户与数据中心之间的网络互联将随着云计算业务逐级逐步进行部署，为了更好地实现用户与数据中心之间的互联，应将云业务集中部署在数据中心内，增加用于与数据中心之间的流量。在此过程中如果需要增大网络宽带，或者是使得网络宽带具有一定的智能化，应丰富云业务，满足网络宽大增大的要求。当数据中心之间在进行相互之间的迁移时，终端客户还需要考虑如何选择一个数据中心以及如何快速切换两个数据中心的问题。

2 云计算环境下的网络需求

云计算包括有一虚多计算模式和多虚一计算模式，其中一虚多计算模式是指将一台物理服务器通过虚拟来虚拟化出多个虚拟机的过程中；多虚一计算模式起初是由分布式计算与网格计算来演变而成的一种计算模式形式，其可以运用一台超级计算机服务器来完成多台普通服务器能够完成的计算任务，在云计算的网络新需求中一虚多和多虚一两种计算模式的应用使得为网络技术的发展带来更多的挑战[4]。

（1）横向流量增大带来的问题

云计算在计算的过程中，其在进行分布式计算与虚拟机迁移时，容易使得网络技术体系中的服务器之间的横向流量大幅度开始增加，以致后期也会使得数据中心的纵向流量也逐渐演变为横向流量。横向流量相对于纵向流量来说，其事故突发性较强，在发生事故的过程中容易对网络造成阻塞，致使给服务器之间的数据中心内部的通信造成一定的压力，其对于宽带的要求相对较高。

（2）虚拟机动态迁移带来的问题

在云计算环境下的网络技术发展过程中，将带动虚拟机动态迁移技术的发展，虚拟机动态迁移技术将提高数据中心运行的灵活性，但是，由于当前的虚拟机动态迁移技术在进行迁移的过程中需要维持IP地址与MAC地址的不变，当虚拟机动态迁移技术在发生迁移后，虚拟机将会受到路由器的阻拦，同时，在此过程中虚拟机动态迁移技术原有的网络将与外界不能有任何的联系，这将无法保障虚拟机迁移的连续性[5]。所以，为了避免虚拟动态迁移带来的种种问题，首先应将所有的虚拟机放置于统一的二层网络的下面，以此来满足网络业务之间的相关需求。

（3）虚拟机流量监控带来的问题

基于云计算环境下的网络技术在应用的过程中，可以实现不同虚拟机之间的流量交换工作，在此过程中vSwitch将实现虚拟机之间的数据交换工作，但是vSwitch的管理范围是有限的。同一台物理服务器上的不同虚拟机的流量在离开服务器后其流量还是有可能会混杂在一起，致使并不能很好地处理好多流量情况下多台虚拟机共同使用一个端口的问题，导致无法实现统一服务器上不同虚拟机之间流量的监控[6]。

（4）网络规模扩大时带来的问题

网络规模带来的问题主要是由于服务器与虚拟机数量的大量增加造成的，一般情况下，信息技术的业界都是以扁平化的二层网络结构或者是傳统的三层网络架构来实现数据中心内部的流量交换的，但是，随着网络规模扩大后，扁平化的二层网络结构的可靠性与延伸性将逐渐变差，这将致使基于云计算环境下的网络技术的应用出现一个新的瓶颈。

3 云计算环境下衍生出的网络新技术

（1）虚拟机本地互访网络

就目前网络技术的发展现状而言，信息技术界的有关人员可以利用虚拟交换机来解决同一服务器上二层网络结构中不同虚拟机之间的网络互访问题，但是，虚拟机在处理此问题的过程中还是存在着两大问题：即虚拟机之间的流量监控问题与性能问题，首先，对于不同虚拟机之间在进行网络互访过程中的流量监控问题来说，传统的网管是无法对不同虚拟机网络互访过程中进行流量监控的，导致虚拟机的互访网络的过程中容易引发一些网络安全问题；其次，对于不同虚拟机之间在进行网络互访过程中的性能问题来说，网络的流量越大，vSwitch就会占有更多的中心处理器资源，致使降低了服务器对虚拟机的支持力度。为了改善以上的这两项问题，出现了802.1Qgb Edge Virtual Bridging标准与802.1Br Bridge Port Extension标准，802.1Qgb Edge Virtual Bridging标准对虚拟机中的网卡和交换机链路中的多种流量类型都进行了细分，实现了網络安全的可靠性与同一台物理服务器之间的报文转发。802.1Br Bridge Port Extension标准提出了整套的网络虚拟化解决方法，其将引入端口扩展技术，并以外部的端口设备就可以实现报文的转发，但是其在运用的过程中需要改变虚拟机的硬件设备。由于目前802.1Qgb Edge Virtual Bridging标准与802.1Br Bridge Port Extension标准，802.1Qgb Edge Virtual Bridging标准还处于发展的阶段，所以，还需要进一步的对其进行研究[7]。

（2）数据中心二层互访网络

信息技术界的有关人员一般情况下都是利用三层网络架构进行互访网络的，但是三层网络架构在数据中心的应用并不能满足云计算环境下横向流量的增加，以二层互访网络架构来代替三层网络架构可以提高同一服务器上不同虚拟机之间的网络互访性能（见图二）。三层网络架构在转变二层结构的过程中还是有很多的问题需要去避免的，所以说，数据中心二层互访网络技术的发展还需要进一步的得到改善。

（3）用户接入网络

数据中心跨站点二层互访网络的构建过程中容易出现以下两个问题：第一，在进行多站点分布计算时，用户不知道接入哪个数据中心点，增加了用户选择接入数据中心点的盲目性；第二，用户不知道各个数据中心点是如何进行快速切换的。要想解决这两个问题应运用用户接入网络的技术，使得用户只需通过分析IP就可以接入不同的数据中心，并可以实现用户对不同数据中心的任意切换[8]。

4 结束语

在云计算环境下，对网络技术提出了更高的要求，使得不断地涌现出了不同的网络新技术，这些新技术的出现将大的徐静云计算网络的发展。

参考文献：

[1] 刘志超.基于云计算环境下的网络技术应用现状及对策[J].网络安全技术与应用，2017（12）：16+43.

[2] 袁桂芳.云计算环境下的网络新技术分析[J].信息通信，2017（11）：192-194.

[3] 朱思渊.云计算环境下的网络技术研究[J].西部皮革，2017，39（10）：37.

[4] 黄为.基于云计算环境下的网络技术发展[J].电子技术与软件工程，2017（7）：25.