擁抱IPv6技術(shù) 通往下一代網(wǎng)絡(luò)

著名的木桶效應(yīng)告訴我們：“一只水桶能盛多少水取決于最短的那塊木板”。在企業(yè)紛紛走上數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，底層支撐的IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)能否跟得上企業(yè)發(fā)展的節(jié)奏是關(guān)鍵。過(guò)去幾年，計(jì)算能力通過(guò)GPU、FPGA等硬件發(fā)生了巨大的突破，存儲(chǔ)性能也隨著SSD固態(tài)硬盤的普及大幅提升，作為IT基礎(chǔ)架構(gòu)重要組成部分的網(wǎng)絡(luò)如何利用SDN、IPv6等技術(shù)進(jìn)行改革，才能避免成為阻礙企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“短板”？

除此之外，下一代網(wǎng)絡(luò)該如何應(yīng)對(duì)25G甚至是100G網(wǎng)卡帶來(lái)的性能挑戰(zhàn)？UCloud虛擬網(wǎng)絡(luò)是如何演進(jìn)并解決這些問(wèn)題的？12月21日UCloud用戶大會(huì)上海站“產(chǎn)品和技術(shù)專場(chǎng)”將會(huì)為你帶來(lái)下一代網(wǎng)絡(luò)這一主題的分享。屆時(shí)UCloud技術(shù)副總裁楊鐳將帶著對(duì)這些問(wèn)題的深入思考，引領(lǐng)大家走進(jìn)下一代網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)風(fēng)口。

云計(jì)算給虛擬網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)新挑戰(zhàn)

我們知道傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)由物理交換機(jī)和路由器組成，但到了云時(shí)代，隨著SDN和NFV等技術(shù)的參與，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)邊界正在不斷擴(kuò)大，從云服務(wù)器內(nèi)部的虛擬網(wǎng)絡(luò)再到數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的虛擬網(wǎng)絡(luò)。其實(shí)網(wǎng)絡(luò)虛擬化并不是一個(gè)云計(jì)算時(shí)代才新興的概念，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上模擬出多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)來(lái)，常見(jiàn)的形式有VLAN、VPC、×××等。那么，在公有云環(huán)境下，虛擬網(wǎng)絡(luò)迎來(lái)了哪些新的挑戰(zhàn)？

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首先，網(wǎng)絡(luò)虛擬化需要具備多租戶隔離的能力。最早的VLAN協(xié)議中的 VID只有12個(gè)bit ,僅支持4094個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，顯然這對(duì)于公有云廠商是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，緊接著Overlay技術(shù)的出現(xiàn)才解決了這一問(wèn)題。從早期的 NVGRE到現(xiàn)在比較主流的VxLAN 和GENEVE都支持24 bits(16M)的租戶ID ，恰好滿足了公有云的多租戶需求。

其次是VPC(Virtual Private Cloud)的能力，VPC可以允許不同租戶甚至同一租戶的網(wǎng)絡(luò)地址重疊，但廣播域保持獨(dú)立，也就是說(shuō)用戶可以通過(guò)VPC在公有云上隔離出一個(gè)自己的專有網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的隔離部署。

最后，網(wǎng)絡(luò)虛擬化迫切需要結(jié)合SDN技術(shù)提供靈活、彈性的控制面。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中如果新增了一個(gè)租戶就要去重新配置新的硬件設(shè)備，但是如果通過(guò)SDN用軟件方式在不觸及物理設(shè)備的情況下，動(dòng)態(tài)的去修改網(wǎng)絡(luò)配置，就可以使虛擬網(wǎng)絡(luò)能夠輕松、快速的進(jìn)行動(dòng)態(tài)改變。

UCloud虛擬網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)之路

在2012年成立之初，UCloud當(dāng)時(shí)采用的是EBTables和IPTables的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)租戶隔離，但很快發(fā)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)方案不足以給用戶提供安全、穩(wěn)定的服務(wù)。于是從2013年開(kāi)始，UCloud的虛擬網(wǎng)絡(luò)就開(kāi)始利用SDN技術(shù)也就是VPC來(lái)實(shí)現(xiàn)租戶隔離。經(jīng)過(guò)近5年的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)品迭代，目前最新的VPC 2.0版本支持靈活的自定義網(wǎng)段、子網(wǎng)跨可用區(qū)、可添加NAT網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)ACL配置等功能。

2013年底，基于用戶在使用云主機(jī)的同時(shí)也有使用物理機(jī)的需求，UCloud率先采用硬件SDN交換機(jī)推出了和公有云網(wǎng)絡(luò)互通的云主機(jī)產(chǎn)品。但到了2015年，硬件SDN交換機(jī)OpenFlow流表有限的條目已經(jīng)不能夠支撐大量的混合云需求。于是UCloud開(kāi)發(fā)了采用DPDK技術(shù)的服務(wù)器集群來(lái)替代硬件SDN交換機(jī)，隨后更多的DPDK網(wǎng)關(guān)作為 OVS的補(bǔ)充出現(xiàn)在UCloud虛擬網(wǎng)絡(luò)中。

到了2017年，隨著25G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)性能提升的速度已經(jīng)超過(guò)了CPU性能提升的速度，UCloud開(kāi)始研發(fā)基于硬件卸載的虛擬網(wǎng)絡(luò)方案，最終確認(rèn)下來(lái)的方向是可編程交換機(jī)和智能網(wǎng)卡同時(shí)推進(jìn)。在這個(gè)過(guò)程中，UCloud虛擬網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)遇到了哪些挑戰(zhàn)？又是通過(guò)哪些技術(shù)方案來(lái)解決的？

再到2017年底，國(guó)家開(kāi)始大力推行IPv6(第六代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)的普及，以應(yīng)對(duì)IPv4資源日漸匱乏、服務(wù)質(zhì)量難以保證等制約性問(wèn)題。各大運(yùn)營(yíng)商和云廠商紛紛開(kāi)啟新一代IPv6網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)改造，目前UCloud已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了云平臺(tái)部分產(chǎn)品的IPv6切換。但由于這個(gè)過(guò)程并不是簡(jiǎn)單的將IPv4替換為IPv6，因此涉及到很多底層的核心技術(shù)都需要根據(jù)IPv6的海量地址數(shù)進(jìn)行升級(jí)。在IPv4向IPv6過(guò)渡的階段，UCloud是如何保證運(yùn)行在IPv4上的舊業(yè)務(wù)和切換成IPv6網(wǎng)絡(luò)的新業(yè)務(wù)順利打通？又是如何在云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)從IPv4向IPv6的演進(jìn)？

一場(chǎng)大會(huì)告訴你如何通往下一代網(wǎng)絡(luò)

UCloud虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)負(fù)責(zé)人徐亮表示：“從最早的SDN、軟件vSwitch到智能網(wǎng)卡、可編程交換機(jī)，軟件在網(wǎng)絡(luò)中的作用越來(lái)越重要”，那么在”Software is eating the network“的趨勢(shì)下，到底該如何為用戶提供更加安全、穩(wěn)定、高可用的新一代網(wǎng)絡(luò)？未來(lái)又需要掌握哪些核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)呢？

關(guān)于下一代虛擬網(wǎng)絡(luò)的更多問(wèn)題，12月21日UCloud用戶大會(huì)暨Think in Cloud 2018上海站的“產(chǎn)品與技術(shù)專場(chǎng)”將會(huì)帶來(lái)更加詳細(xì)的技術(shù)解析。此外，UCloud 副總裁楊鐳還將分享UCloud極簡(jiǎn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念、下一代計(jì)算以及全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等前沿技術(shù)話題的深度剖析。

下面這張海報(bào)：全球SSH登錄是通過(guò)哪種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)0%丟包、28%輸入效率提升的？秒級(jí)全自動(dòng)快照60G/min的恢復(fù)速率下，究竟誰(shuí)才是“時(shí)間的終結(jié)者”？硬件隔離組宕機(jī)的影響減少100%到200%、內(nèi)存引發(fā)宕機(jī)的數(shù)量減少90%又是誰(shuí)在背后“搞事情”？25Gbit/s智能網(wǎng)卡雙上連最高50Gbit/s是真是假？掃描圖中二維碼即可“走進(jìn)真相”。