重庆大学：《网络体系结构与协议》研究生课程教学资源（PPT课件讲稿）第8章 数据中心网络及其体系结构

第8章数据中心网络及其体糸结构

第8章 数据中心网络及其体系结构

目录 81数据中心与数据中心网络概述 82电交换数据中心网络架构 8.3光电混合交换数据中心网络架构 84光交换与光互连数据中心网络架构 85数据中心网络的路由技术 86数据中心网络的传送技术 87软件定义数据中心网络

目录 8.1 数据中心与数据中心网络概述 8.2 电交换数据中心网络架构 8.3 光电混合交换数据中心网络架构 8.4 光交换与光互连数据中心网络架构 8.5 数据中心网络的路由技术 8.6 数据中心网络的传送技术 8.7 软件定义数据中心网络

8.1数据中心与数据中心网络概述 本节主要内容: 数据中心概述、数据中心网络、数据中心网络体系结构

8.1 数据中心与数据中心网络概述 本节主要内容： 数据中心概述、数据中心网络、数据中心网络体系结构

8.1.1数据中心 ■数据中心( Data Center)是企业存储数据和集中处理数据的地方,同 时也是企业和用户获取运行环境和信息服务的源泉 ■数据中心是场地出租概念在互联网领域的延伸。它是人类在I应用推 广模式方面的一大发明,标志着I应用的规模化和组织。 ■近年来随着云计算技术不断发展和网络应用的迅速增加,数据中心的 发展和建设也加快脚步。不同规模的数据中心遍地开花,金融企业、 政府机关、通信行业等不断扩展其原有的数据中心,其它的各中小型 企业也逐渐构建起自己的数据中心。目前,几乎所有大中型机构都建 立有自己的数据中心,全面管理本机构的I系统

8.1.1 数据中心 ◼ 数据中心（Data Center）是企业存储数据和集中处理数据的地方，同 时也是企业和用户获取运行环境和信息服务的源泉。 ◼ 数据中心是场地出租概念在互联网领域的延伸。它是人类在IT应用推 广模式方面的一大发明，标志着IT应用的规模化和组织。 ◼ 近年来随着云计算技术不断发展和网络应用的迅速增加，数据中心的 发展和建设也加快脚步。不同规模的数据中心遍地开花，金融企业、 政府机关、通信行业等不断扩展其原有的数据中心，其它的各中小型 企业也逐渐构建起自己的数据中心。目前，几乎所有大中型机构都建 立有自己的数据中心，全面管理本机构的IT系统

■数据中心是指一套复杂的设施,它不仅包括计算机系统和其它与之配 套的设备,比如通信和存储系统,还包括负责运维管理的监控、调度 及安全机制。 数据中心是一个巨大的数据仓库,可以存储大量的数据供不同的组织 机构访问以实现日常的事务处理需求。 ■从组织结构看,数据中心由不同的服务器集合与网络基础架构组成。 其中服务器用于收集数据,网络基础架构用于实现服务、使用存储或 更新服务器的数据。用户可以通过网络访问数据中心的服务器

◼ 数据中心是指一套复杂的设施，它不仅包括计算机系统和其它与之配 套的设备，比如通信和存储系统，还包括负责运维管理的监控、调度 及安全机制。 ◼ 数据中心是一个巨大的数据仓库，可以存储大量的数据供不同的组织 机构访问以实现日常的事务处理需求。 ◼ 从组织结构看，数据中心由不同的服务器集合与网络基础架构组成。 其中服务器用于收集数据，网络基础架构用于实现服务、使用存储或 更新服务器的数据。用户可以通过网络访问数据中心的服务器

综上所述: 数据中心是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传 输、交换和管理。计算机、服务器、网络设备、存储设备等是数据中 心核心机房的关键基础设施,基础设施运行所需要的供电系统、制冷 系统、机柜系统、消防系统、监控系统等环境因素是数据中心的支撑 系统

数据中心是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传 输、交换和管理。计算机、服务器、网络设备、存储设备等是数据中 心核心机房的关键基础设施，基础设施运行所需要的供电系统、制冷 系统、机柜系统、消防系统、监控系统等环境因素是数据中心的支撑 系统。 综上所述：

数据中心的出现可以追溯到上世纪60年代,当时数据中心绝大部分计 算机是大型机系统。这些大型机的主要器件以晶体管和电子管为主, 占地面积大、价格十分昂贵。为了充分利用大型主机的资源,多个用 户根据需求通过终端系统分时占用大型机系统的资源。 ■20世纪70年代以后,随着大规模集成电路的快速发展,计算机价格迅 速下降,性能也飞速提升。发展到20世纪80年代,计算机向微型机的 方向不断演进,只要购买一台廉价的个人计算机,即可完成很多计算 任务。在这一阶段,计算机的发展由集中走向分布,小型机房得到了 快速的发展

◼ 数据中心的出现可以追溯到上世纪60年代，当时数据中心绝大部分计 算机是大型机系统。这些大型机的主要器件以晶体管和电子管为主， 占地面积大、价格十分昂贵。为了充分利用大型主机的资源，多个用 户根据需求通过终端系统分时占用大型机系统的资源。 ◼ 20世纪70年代以后，随着大规模集成电路的快速发展，计算机价格迅 速下降，性能也飞速提升。发展到20世纪80年代，计算机向微型机的 方向不断演进，只要购买一台廉价的个人计算机，即可完成很多计算 任务。在这一阶段，计算机的发展由集中走向分布，小型机房得到了 快速的发展

■进入90年代,客户端/服务器的计算模式得到了广泛应用,用户安 装客户端软件后,通过互联网或局域网与服务器相互配合完成计算 任务。这种计算模式中,数据中心存放服务器、存储数据并提供计 算服务。互联网将全球的计算机整合在一起,使得数据中心的发展 又从分布逐渐走向集中。 ■自2006年谷歌提出云计算概念后,微软、亚马逊、IBM、雅虎等公 司不断地推进云计算技术发展,促使了数据中心朝着密集计算、超 大规模和集中存储的方向转变。包含大量分布式服务器和交换机的 数据中心是云计算的核心基础设施,得到了学术界和工业界的极大 关注

◼ 进入90年代，客户端/服务器的计算模式得到了广泛应用，用户安 装客户端软件后，通过互联网或局域网与服务器相互配合完成计算 任务。这种计算模式中，数据中心存放服务器、存储数据并提供计 算服务。互联网将全球的计算机整合在一起，使得数据中心的发展 又从分布逐渐走向集中。 ◼ 自2006年谷歌提出云计算概念后，微软、亚马逊、IBM、雅虎等公 司不断地推进云计算技术发展，促使了数据中心朝着密集计算、超 大规模和集中存储的方向转变。包含大量分布式服务器和交换机的 数据中心是云计算的核心基础设施，得到了学术界和工业界的极大 关注

一个完整的数据中心在其建筑之中,由支撑系统、基础设施和业 务信息系统三个逻辑部分组成。 ■支撑系统主要包括建筑、电力设备、环境调节设备、照明设备和 监控设备,这些设施是保证服务器和交换机等设备正常安全运转 的必要条件。 基础设施主要包括服务器、存储和网络设备,这些设施用于支撑 上层的业务系统。 ■业务信息系统是为企业或者公众提供特定信息服务的软件系统, 信息服务的质量依赖于底层服务器和网络设备的能力。 只有整体统筹兼顾,才能保证数据中心的良好运行,为用户提供 高质量、可信赖的服务

◼ 一个完整的数据中心在其建筑之中，由支撑系统、基础设施和业 务信息系统三个逻辑部分组成。 ◼ 支撑系统主要包括建筑、电力设备、环境调节设备、照明设备和 监控设备，这些设施是保证服务器和交换机等设备正常安全运转 的必要条件。 ◼ 基础设施主要包括服务器、存储和网络设备，这些设施用于支撑 上层的业务系统。 ◼ 业务信息系统是为企业或者公众提供特定信息服务的软件系统， 信息服务的质量依赖于底层服务器和网络设备的能力。 ◼ 只有整体统筹兼顾，才能保证数据中心的良好运行，为用户提供 高质量、可信赖的服务

数据中心如下图所示。 Intemet IP Backbone 路由器 网络层 操作及管理层 防火墙 KwM系统 IDS/IPS 心交机的世世的 负载均衡 计算层 图「国 EMAIL 存储管理一 313 网络管 理一 公共服务 管理和辅助决策 电子健康档案 协同办公 资产管理一 存储层 备份系统 磁盘阵列虚拟带库物理带库

数据中心如下图所示