四、云計算網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方案

　　針對上述產(chǎn)生性能問題的原因，可以從以下幾個方面來對云計算網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化。將Tunnel加封裝、解封裝的功能Offload到支持SDN的TOR交換機上，這樣一方面去掉了服務(wù)器上加解封裝的開銷，另外更重要的是網(wǎng)卡仍然可以通過TSO做TCP報文分片加速。

　　所有的流表都是預先加而非動態(tài)報文學習，減少Flow學習帶來的沖擊。同時通過合理地設(shè)置默認流表項（Default Entry）來有效減少流表項數(shù)量。有人對流表為什么可以預先加不理解，其實很簡單，云計算平臺掌握了所有的信息，包括一個租戶有多少個VM，每個VM都 掛在哪個交換機的哪個端口下面，每個VM的MAC和IP各是多少，默認網(wǎng)關(guān)是什么，同一個租戶之間VM的通信使用哪個Tunnel，需要對某個VM應(yīng)用何 種策略等等。有了這些信息，就足以構(gòu)建起轉(zhuǎn)發(fā)面所需要的流表，既然能預先配置，為什么需要動態(tài)學習？為什么需要Flood呢？

　　將流表項查找也Offload到TOR SDN交換機，使用Linux Bridge做內(nèi)部VM交換或者為了安全可控，讓報文無論如何先送到TOR交換機，交換機處理后再送回去。這樣延時會稍微大一點點兒。這一步根據(jù)用戶情況 可選，也可以只做前面兩步，流表查找仍然使用服務(wù)器內(nèi)部的OVS。

　　更進一步，將基本的無狀態(tài)Firewall、基于L2-L4的Load Balancer等（當然，如果是有狀態(tài)的Firewall或者四層之上的Firewall/Load Balancer，交換機就搞不定了）也都在TOR交換機上面實現(xiàn)，把OpenStack中獨立的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點服務(wù)器完全省掉了。當然這一步對交換機的要求比 較高，不是都能做到。如果做不到?jīng)]關(guān)系，仍然放到服務(wù)器內(nèi)部做。但這一步如果做了，對性能提升也會很明顯。

　　L3 Gateway是所有云計算平臺所共同面臨的瓶頸，比如OpenStack，有專門的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（Server）來充當L3 Gateway，用于支持租戶的虛擬Router，由于所有需要路由的報文都要經(jīng)過這些虛擬Router來轉(zhuǎn)發(fā)，充當L3 Gateway的Server就成了瓶頸。有的硬件SDN交換機可以支持這種情況下的L3 Gateway，而且可以做成全分布式的，這樣就不再存在性能瓶頸。

　　通過在TOR上啟用ARP代理，幫助答復ARP請求，這樣就可以避免ARP廣播。

　　當然這只是理論分析，還需要實踐檢驗，目前這方面的實踐很少。盛科網(wǎng)絡(luò)在這方面做了嘗試，用自己的SDN交換機V350為多家云服務(wù)提供商（如 UCloud、99Cloud等）提供了基于硬件交換機的云計算網(wǎng)絡(luò)解決方案，實現(xiàn)了上述優(yōu)化措施，并將提交自己的plugin到OpenStack。 UCloud與盛科共同推出了云計算網(wǎng)絡(luò)解決方案（如圖3所示）。

　　當然并非所有云平臺都是基于OpenStack的，那是否別的云平臺也可以使用硬件交換機代替vSwitch呢？答案是肯定的，其實UCloud的云平臺就 并非OpenStack。另外，對于網(wǎng)絡(luò)虛擬化，有人是用VLan做的，有人用Tunnel overlay技術(shù)，這并不影響使用vSwitch還是物理交換機。

　　當然，即便是這樣，仍然會有人說，雖然虛擬交換機確實會導致CPU利用 率有點高，但高點就高點，也沒什么；雖然虛擬交換機會導致更多的帶寬損耗，但損耗點也沒關(guān)系，反正我的網(wǎng)絡(luò)也不需要那么高帶寬，所以我真沒必要使用硬件 SDN方案。這話聽起來也有道理，但換個角度想想，公有云的基礎(chǔ)架構(gòu)成本非常高昂，公有云服務(wù)商要想賺錢，必須要在保證用戶體驗的前提下降低成本。怎么降 低？如果能夠在一個Server內(nèi)放更多的虛機，自然就可以降低成本，所以如果能把網(wǎng)絡(luò)處理的消耗轉(zhuǎn)移到物理交換機，讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備去處理網(wǎng)絡(luò)功 能，Server專注于計算，那就可以省出更多資源來放置更多虛擬機。而所有這一切并不需要引入額外的設(shè)備，用得不爽了可以隨時切換回原有方案，讓SDN TOR交換機只執(zhí)行普通TOR功能，可以說基本沒有什么負面影響，何樂而不為呢？說到底，還是因為大家都被虛擬機廠商影響太深，有了先入為主的成見，特別 是在很多人對網(wǎng)絡(luò)不是很了解的前提下。

　　五、結(jié)語

　　當前，很多從事 云計算的技術(shù)人員都是從企業(yè)內(nèi)部的運維和系統(tǒng)研發(fā)人員直接轉(zhuǎn)過來的。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時代，網(wǎng)絡(luò)對他們來說只是個工具，會操作就行。但到了云計算時代，對云計算平臺的開發(fā)人員來說，就不僅僅是會用這么簡單了，而是提出了更高的要求，需要相關(guān)從業(yè)人員精通網(wǎng)絡(luò)原理，這樣才能讓云計算網(wǎng)絡(luò)的性能、可擴展性、對業(yè)務(wù)的 支持都做到最優(yōu)，現(xiàn)在流行的DevOps概念就體現(xiàn)了這種要求。

　　因此，對這些人來說，深入了解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就變得必不可少。但無論如何，云計算讓網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用變得精彩，讓應(yīng)用創(chuàng)新變得更容易；網(wǎng)絡(luò)是云計算的基石，沒有網(wǎng)絡(luò)就沒有云計算，那么，付出一點學習的代價又算得了什么呢？