Nick IIyadis

　　博通公司基礎設施和網絡集團副總裁兼首席技術官

　　時代正在變化。計算機網絡早已不再是由企業和運營商的網絡技術人員、學術、科研機構以及軍隊各自獨立開發、體型臃腫而且笨拙的網絡系統了。時至今日，計算機網絡已成為所有現代通訊的基礎，而不再是政府和軍事人員、研究生和計算機科學家們專享的設施。如今，任何規模的企業和個人都會以某種形式連接到現代網絡系統之中。為了容納越來越多的數據，這些系統以及用于安置它們的數據中心也在不斷擴大。它們變得越來越大、越來越普遍，同時也變得越來越復雜。

　　隨著網絡的普及，網絡數據也出現了爆炸式的增長，這預示著澤字節時代即將到來（1 澤字節=1021個字節的數字信息存儲能力）。思科全球云端指數顯示，到2017年底，全球數據中心每年的IP流量將達到7.7澤字節。問題也由此而生。公司和服務供應商該如何應對日趨復雜的網絡和對帶寬日益增長的需求，同時仍然保持網絡的易配置性？更重要的是，他們應如何利用IT基礎設施來解決現實問題？

　　面對未來的巨大挑戰，必須給出某種解決方案。可喜的是，一些新興趨勢可以使計算和IT基礎設施更易擴展，同時更易管理和配置。另一方面，這些趨勢不僅為網絡和數據中心帶來了變革，也同樣改變了人類社會生活、工作和娛樂的方式。

　　軟件定義網絡（SDN）

　　消費者希望更多地訪問高帶寬、多媒體豐富的應用和內容。這為當代網絡和數據中心帶來了一系列的問題——這些問題還會隨著時間的推移變得日益復雜。SDN為這一兩難問題提供了答案。它為整個網絡提供軟件平臺，實現集中化的網絡協調、控制和編程能力，從而降低了復雜性。

　　對IT專家而言，將服務開通、優化和監控網絡流量的復雜任務交給軟件可以帶來多種潛在優勢。具體而言，這種方法為他們提供了一種可編程、可定制的界面，使其可以通過該界面控制和編排不同抽象層上的設備集合。這不僅將數據中心的流程變得更加靈活，同時也提高了其性能。這種方法還使數據中心更有效地利用本身資源——這些優勢不僅降低了數據中心的運行成本，同時還提高了效率和生產率。

　　盡管SDN技術尚處于起步階段，但不可否認的是，這種技術對人工的網絡配置和管理流程將造成巨大的影響。用軟件平臺取代人工流程，必然可以使網絡管理員更快地推出新服務和新功能，同時減少工作中的失誤，并更好的平衡網絡負載。正是這種能力使SDN成為了網絡虛擬化和云計算等其它新興趨勢的推動者。

　　網絡功能虛擬化（NFV）

　　如果說SDN是提供了一種管理和控制日趨復雜的計算機網絡的方法，那么網絡功能虛擬化（NFV）則使用戶可以靈活地將網絡功能從專用應用服務器轉移至一般用途服務器，從而賦予網絡更高的可擴展性、靈活性和工作效率。服務供應商無需再次購買單一用途的路由器或設備，而是在服務器上以虛擬機的形式實現該設備所具有的功能。通過使用標準IT虛擬化技術將多種網絡設備整合為符合工業標準的大容量服務器、交換機和存儲器，NFV就可以改變網絡運營商搭建、運營網絡和網絡服務的方式（圖1）。

　　圖1。NFV的愿景是將多種網絡設備整合為符合工業標準的大容量服務器、交換機和存儲器。（圖片來源：ETSI NFG）

　　盡管目前尚處于早期開發階段——NFV架構文件的初版草案最早也要到2015年1月才能完成——但這一技術可以帶來不少好處。例如，網絡功能將在軟件上使用，因此可以簡單地遷移到網絡中的其它地點或在這些地點實例化，而無需安裝新的設備。此外，網絡運營商和服務供應商也不必配備目前這么多的硬件資產。相反的，他們可以部署更多運行虛擬機的高性價比大容量服務器基礎設施。此外，使用虛擬化技術還可以消除網絡功能對硬件的依賴性，使多個虛擬網絡功能可以共享同一個物理硬件。

　　目前，NFV這一概念仍有一些證明工作還在進行之中，但只有首先實現SDN技術，才能真正地實現NFV技術。隨著網絡行業開始邁向虛擬化，很可能出現軟件和硬件資產的融合，很多硬件資產最終都會被虛擬機所取代。

　　云計算

　　如今，我們只需要將插頭插進電源就可以為電器充電。我們不需要知道電從哪里來或如何到達我們家中，只需要知道接入插座就能使用電源。通過云計算技術，在計算領域也能實現相同的概念。

　　時至今日，幾乎每個人都有自己的電腦，每臺電腦上都擁有各自使用的具體程序。這些電腦可能是私人使用，也有可能是白天用于工作而晚上被帶回家的筆記本電腦。假如情況不是這樣呢？如果計算變得不透明，支持它的基礎設施變得像公用設施一般，而非個人用品，那會產生怎樣的影響？事實上，這就是云計算的承諾，讓計算功能、具體應用程序甚至文件變得隨時隨地可用，而無需連接到任何特定設備。

　　這種變化不會一蹴而就。云計算正在逐漸被大眾所使用，但前提是必要的網絡基礎設施須全部到位，才能充分發揮其潛力。一旦這一概念得到實施，服務供應商將能夠快速增加容量、提高計算能力，且無需投資新的基礎設施。而數據中心也將變得更為節能。

　　云計算還為科學領域、商業和社會帶來眾多好處。它為科學家提供了輕松訪問數千臺服務器、獲取科研所需處理能力的方便途徑。而大小企業也可以利用這種計算能力測試自己的設計或探索成果。云計算還可以改善協作能力，讓大眾隨時隨地獲得教育服務。此外，通過微博、微信（國外則為Facebook和Twitter）等渠道，它還為個人掀起社會、經濟和政治變革提供了強大的渠道。

　　大數據

　　如今，我們所做的每一件事都會留下數字足跡，人們期望使用和分析這些信息。很多人使用“大數據”一詞來描述我們每天生成的、結構化和非結構化并且規模不斷擴大的數據。對于希望監測購買方式、提取具體商業信息或做出明智戰略決策的企業而言，收集和分析這種數據非常有意義。同時，大數據也可以顯著提高我們理解和感知周圍世界的能力，幫助我們了解社交網絡的趨勢，挫敗恐怖主義活動，甚至找到治愈癌癥的方法。

　　許多組織早已開始捕捉和分析數據，但每天生成的新數據仍在以爆炸性的速度不斷增長。大數據分析使這些組織可以將分析任務分解為眾多小任務，在數以百計乃至千計的云端電腦上同時運行，從而使對巨大、復雜的數據的分析成為可能。由此，企業就可以從中發現隱藏模式、未知聯系及其它有用信息。

　　綠色數據中心

　　據《紐約時報》報道，數據中心可能浪費了90%以上從電網獲得的電力。更為復雜的問題是，數據中心變得越來越大，一根電線上浪費的電力可能被迅速放大很多倍，從而迅速增加能源成本。隨著能源成本的失控和計算能力要求的不斷提高，對數據中心的“綠色化”或使用多種技術和方法降低設備、服務器和網絡的運行功率變得越來越重要。

　　將基于使用的功率來代替恒定功率，是可實施綠化的方法之一。以往，即使在沒有信息流動的情況下，網絡也隨時保持開啟狀態。它們保持最大功率僅僅是為了保持設備間鏈路的完整性。而在高能效網絡世界中，則是根據負載情況（即根據通過鏈路的具體流量）為鏈路通電和斷電。如果某一設備沒有運作，電源將會斷開部分電路以減少能源消耗。而在需要時，則會迅速啟動之前關閉的部分界面或端口。

　　利用這種技術，綠色數據中心就可以實現更低的能源成本并降低整體運營成本。減少數據中心能源使用，還可以實現每年最高350萬噸的二氧化碳減排（以每年用電5萬億瓦時計算，如圖2所示）。

　　圖2。本圖展示了在鏈路數量與現在相同的情況下全面部署高效能以太網設備的效果。假設所有10/100兆鏈路都遷移至1G高效能以太網，并將部分數據中心鏈路速度提升為10G。

　　為滿足帶寬需求爆炸式增長和數據中心不斷擴大的趨勢，尋找讓網絡可擴展、可管理、可配置的方法變得十分必要。開發SDN和NFV之類的技術來解決這種問題，表明網絡設計和開發模式已經逐漸轉變為以軟件為主。云計算也將發揮重要作用，它重新定義了人們使用和訪問網絡及數據的方式，而大數據分析則在更加努力和有效的利用這些數據。綠色科技則將通過解決目前日益嚴峻的能源消耗問題，以增強這些先進技術的效果。總而言之，這些趨勢不僅將改變網絡和數據中心的未來，還將惠及社會的各個方面。

　　作者簡介：Nicholas （Nick） Ilyadis是博通（Broadcom）公司基礎設施和網絡集團副總裁兼首席技術官，他負責為包括網絡交換、以太網控制器、無線局域網、SerDes、PHY、處理器和安全等技術在內的一系列芯片產品制定產品策略和跨產品線組合方案。在加入博通公司之前，他在北電網絡公司擔任負責企業數據產品工程的副總裁。他還在美國數字設備公司（DEC）和 Itek 公司擔任過工程方面的職務。Ilyadis 先生擁有新罕布什爾州大學電子工程碩士學位和羅切斯特理工學院的電子工程學士學位。