時代正在變化。計算機網(wǎng)絡(luò)早已不再是由企業(yè)和運營商的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員、學(xué)術(shù)、科研機構(gòu)以及軍隊各自獨立開發(fā)、體型臃腫而且笨拙的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)了。時至今日，計算機網(wǎng)絡(luò)已成為所有現(xiàn)代通訊的基礎(chǔ)，而不再是政府和軍事人員、研究生和計算機科學(xué)家們專享的設(shè)施。如今，任何規(guī)模的企業(yè)和個人都會以某種形式連接到現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之中。為了容納越來越多的數(shù)據(jù)，這些系統(tǒng)以及用于安置它們的數(shù)據(jù)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(fù)雜。

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)也出現(xiàn)了爆炸式的增長，這預(yù)示著澤字節(jié)時代即將到來(1 澤字節(jié)=1021個字節(jié)的數(shù)字信息存儲能力)。思科全球云端指數(shù)顯示，到2017年底，全球數(shù)據(jù)中心每年的IP流量將達(dá)到7.7澤字節(jié)。問題也由此而生。公司和服務(wù)供應(yīng)商該如何應(yīng)對日趨復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)和對帶寬日益增長的需求，同時仍然保持網(wǎng)絡(luò)的易配置性?更重要的是，他們應(yīng)如何利用IT基礎(chǔ)設(shè)施來解決現(xiàn)實問題?

面對未來的巨大挑戰(zhàn)，必須給出某種解決方案?？上驳氖?，一些新興趨勢可以使計算和IT基礎(chǔ)設(shè)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(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)(SDN)

消費者希望更多地訪問高帶寬、多媒體豐富的應(yīng)用和內(nèi)容。這為當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)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(fù)雜。SDN為這一兩難問題提供了答案。它為整個網(wǎng)絡(luò)提供軟件平臺，實現(xiàn)集中化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)、控制和編程能力，從而降低了復(fù)雜性。

對IT專家而言，將服務(wù)開通、優(yōu)化和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量的復(fù)雜任務(wù)交給軟件可以帶來多種潛在優(yōu)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(shè)備集合。這不僅將數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心更有效地利用本身資源——這些優(yōu)勢不僅降低了數(shù)據(jù)中心的運行成本，同時還提高了效率和生產(chǎn)率。

盡管SDN技術(shù)尚處于起步階段，但不可否認(rèn)的是，這種技術(shù)對人工的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)管理員更快地推出新服務(wù)和新功能，同時減少工作中的失誤，并更好的平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。正是這種能力使SDN成為了網(wǎng)絡(luò)虛擬化和云計算等其它新興趨勢的推動者。

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)

如果說SDN是提供了一種管理和控制日趨復(fù)雜的計算機網(wǎng)絡(luò)的方法，那么網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)則使用戶可以靈活地將網(wǎng)絡(luò)功能從專用應(yīng)用服務(wù)器轉(zhuǎn)移至一般用途服務(wù)器，從而賦予網(wǎng)絡(luò)更高的可擴展性、靈活性和工作效率。服務(wù)供應(yīng)商無需再次購買單一用途的路由器或設(shè)備，而是在服務(wù)器上以虛擬機的形式實現(xiàn)該設(shè)備所具有的功能。通過使用標(biāo)準(zhǔn)IT虛擬化技術(shù)將多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整合為符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的大容量服務(wù)器、交換機和存儲器，NFV就可以改變網(wǎng)絡(luò)運營商搭建、運營網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的方式(圖1)。

圖1. NFV的愿景是將多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整合為符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的大容量服務(wù)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(fā)階段——NFV架構(gòu)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(shù)可以帶來不少好處。例如，網(wǎng)絡(luò)功能將在軟件上使用，因此可以簡單地遷移到網(wǎng)絡(luò)中的其它地點或在這些地點實例化，而無需安裝新的設(shè)備。此外，網(wǎng)絡(luò)運營商和服務(wù)供應(yīng)商也不必配備目前這么多的硬件資產(chǎn)。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(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施。此外，使用虛擬化技術(shù)還可以消除網(wǎng)絡(luò)功能對硬件的依賴性，使多個虛擬網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行之中，但只有首先實現(xiàn)SDN技術(shù)，才能真正地實現(xiàn)NFV技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)行業(yè)開始邁向虛擬化，很可能出現(xiàn)軟件和硬件資產(chǎn)的融合，很多硬件資產(chǎn)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(jìn)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(dá)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(shù)，在計算領(lǐng)域也能實現(xiàn)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(chǔ)設(shè)施變得像公用設(shè)施一般，而非個人用品，那會產(chǎn)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(yīng)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(shè)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(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施須全部到位，才能充分發(fā)揮其潛力。一旦這一概念得到實施，服務(wù)供應(yīng)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(chǔ)設(shè)施。而數(shù)據(jù)中心也將變得更為節(jié)能。

云計算還為科學(xué)領(lǐng)域、商業(yè)和社會帶來眾多好處。它為科學(xué)家提供了輕松訪問數(shù)千臺服務(wù)器、獲取科研所需處理能力的方便途徑。而大小企業(yè)也可以利用這種計算能力測試自己的設(shè)計或探索成果。云計算還可以改善協(xié)作能力，讓大眾隨時隨地獲得教育服務(wù)。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(jīng)濟(jì)和政治變革提供了強大的渠道。

大數(shù)據(jù)

如今，我們所做的每一件事都會留下數(shù)字足跡，人們期望使用和分析這些信息。很多人使用“大數(shù)據(jù)”一詞來描述我們每天生成的、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化并且規(guī)模不斷擴大的數(shù)據(jù)。對于希望監(jiān)測購買方式、提取具體商業(yè)信息或做出明智戰(zhàn)略決策的企業(yè)而言，收集和分析這種數(shù)據(jù)非常有意義。同時，大數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)，但每天生成的新數(shù)據(jù)仍在以爆炸性的速度不斷增長。大數(shù)據(jù)分析使這些組織可以將分析任務(wù)分解為眾多小任務(wù)，在數(shù)以百計乃至千計的云端電腦上同時運行，從而使對巨大、復(fù)雜的數(shù)據(jù)的分析成為可能。由此，企業(yè)就可以從中發(fā)現(xiàn)隱藏模式、未知聯(lián)系及其它有用信息。

綠色數(shù)據(jù)中心

據(jù)《媒體》報道，數(shù)據(jù)中心可能浪費了90%以上從電網(wǎng)獲得的電力。更為復(fù)雜的問題是，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心的“綠色化”或使用多種技術(shù)和方法降低設(shè)備、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)也隨時保持開啟狀態(tài)。它們保持最大功率僅僅是為了保持設(shè)備間鏈路的完整性。而在高能效網(wǎng)絡(luò)世界中，則是根據(jù)負(fù)載情況(即根據(jù)通過鏈路的具體流量)為鏈路通電和斷電。如果某一設(shè)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(guān)閉的部分界面或端口。

利用這種技術(shù)，綠色數(shù)據(jù)中心就可以實現(xiàn)更低的能源成本并降低整體運營成本。減少數(shù)據(jù)中心能源使用，還可以實現(xiàn)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(shù)量與現(xiàn)在相同的情況下全面部署高效能以太網(wǎng)設(shè)備的效果。假設(shè)所有10/100兆鏈路都遷移至1G高效能以太網(wǎng)，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)中心鏈路速度提升為10G。

為滿足帶寬需求爆炸式增長和數(shù)據(jù)中心不斷擴大的趨勢，尋找讓網(wǎng)絡(luò)可擴展、可管理、可配置的方法變得十分必要。開發(fā)SDN和NFV之類的技術(shù)來解決這種問題，表明網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和開發(fā)模式已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒浖橹鳌?strong>云計算也將發(fā)揮重要作用，它重新定義了人們使用和訪問網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)的方式，而大數(shù)據(jù)分析則在更加努力和有效的利用這些數(shù)據(jù)。綠色科技則將通過解決目前日益嚴(yán)峻的能源消耗問題，以增強這些先進(jìn)技術(shù)的效果?？偠灾?，這些趨勢不僅將改變網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)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(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)副總裁兼首席技術(shù)官，他負(fù)責(zé)為包括網(wǎng)絡(luò)交換、以太網(wǎng)控制器、無線局域網(wǎng)、SerDes、PHY、處理器和安全等技術(shù)在內(nèi)的一系列芯片產(chǎn)品制定產(chǎn)品策略和跨產(chǎn)品線組合方案。在加入博通公司之前，他在北電網(wǎng)絡(luò)公司擔(dān)任負(fù)責(zé)企業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品工程的副總裁。他還在美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)和 Itek 公司擔(dān)任過工程方面的職務(wù)。Ilyadis 先生擁有新罕布什爾州大學(xué)電子工程碩士學(xué)位和羅切斯特理工學(xué)院的電子工程學(xué)士學(xué)位。