基于通信介質特性設計的最優數據中心網絡方案

摘要：目前，移動互聯網的迅速增長和大數據時代的到來為網絡世界帶來了巨大的能量。數據中心已成為研究的熱點，并面臨著巨大的機會和挑戰，作為計算因特網和云層數據的基礎。數據中心網絡是數據中心的一個中心部分，不僅能確保服務器的高性能，而且可靠和有效地向用戶傳送數據也是如此。建立一個大規模的數據中心網絡對網絡配置的管理是一個巨大的壓力。重復的手工配置不僅費時而且昂貴，而且容易出錯，導致不可估量的損失。在數據中心網絡初始化的過程中，如何快速、準確地實現自動配置;如何在操作和維護中方便、高效地實現配置管理是一個值得研究和解決的問題。

關鍵詞：通信介質;數據中心;網絡配置管理

中圖分類號：TM77文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）13-0107-01

工作管理員在配置過程中，非常容易出錯，而他自己卻仍然需要很多努力找到一個特定的配置錯誤從大量的設備，導致一個惡性循環。減少人工干預的網絡配置管理系統成為數據中心的迫切需要。

在宏觀層面上，研究數據中心網絡的配置管理是符合當前的發展趨勢，它不僅使我們進入前沿位置的網絡配置管理的研究領域，但還需要領導和行動在國際互聯網市場競爭。這是對“建立一個強大的網絡”的國家戰略的回應的具體體現。實現數據中心網絡配置的自動化是下一代網絡建設重要的綠色解決方案，將有效地提高網絡的建設效率和管理效率，節省人力和設備的IT運營成本，減少能源消耗和縮短施工周期，市場前景廣闊，具有廣泛的現實意義和深遠的發展潛力。

在微觀層面上，該研究可以加強數據中心網絡管理過程的實踐和探索，為實現全功能網絡管理奠定基礎。它還可以加深對數據中心網絡的理解，深入挖掘數據中心網絡的性能潛力，更好地保證和優化數據中心網絡的運行和管理。

1網絡通信技術

1.1通信介質。也就是說，網絡通信中使用的手段，我們可以理解為傳遞信息的媒介，這種媒介可以分為兩類，有線電纜環境（包括光纜、雙線電纜和同軸電纜）和無線環境（包括微波、衛星通信和紅外線等），在過程中在網絡上傳播信息，通信介質就起著很大的作用，如果通信介質手段的特點不好，影響到網絡傳輸的質量。

1.2數據通信。數據通信是兩個實體的傳輸和交換，當數據信息的傳輸數字信號，在收到第一個進行相應的處理，然后分配給相應的渠道傳播，當模塊需要匹配，信道編碼可以有效地提高送貨的效率，更好的確保通道的可靠性。

2數據中心網絡

數據中心是數據傳輸的中心，計算和存儲，各種各樣的軟件和硬件資源和關鍵業務系統，基于該標準的模塊結構，實現自動計算和管理，并提供一個共享的基礎設施、信息處理和應用環境，等。數據中心網絡數據中心的核心元素，不僅可以確保大量的高性能服務器發揮自己的計算能力，但是，對于用戶應用程序來說，還提供了可靠且高效的數據傳輸服務。摘要隨著大數據和云計算的快速發展，數據中心網絡的研究已成為該行業的熱門話題。圍繞數據中心網絡的研究內容主要涉及：

（1）數據中心網絡架構。主要研究了構建數據中心網絡的基本問題，包括拓撲結構、路由、容錯等，并研究了網絡設備之間的有效通信。

（2）數據中心網絡管理技術。主要研究數據中心網絡運行和維護問題，包括性能優化、虛擬化、自動配置、節能等方面。

（3）與應用有關的技術。它主要研究與數據中心網絡的頂級應用相關的技術。從傳統的數據中心到云計算數據中心是一個漸進的過程。除了規模、更高的集中度和服務的持續升級之外，可見的基礎設施與傳統的數據中心沒有太大區別。

3數據中心網絡配置管理系統的設計

大量的數據中心網絡設備，復雜的拓撲結構，對更高要求的網絡配置管理。為了確保配置管理系統的CMS的有效運行，系統設計應該首先遵循三個原則：首先是自動化。系統設計的直接目的是減少配置管理的工作量，并節省管理員的時間和精力。其次，模塊化確保了系統具有強大的擴展能力。第三，維護簡化，系統運行高效、可靠。

在遵循上述原則的基礎上，配置管理系統CMS的設計思想是為管理員提供一個統一的配置平臺。通過自動化網絡配置，可以實現配置策略和一致性驗證的統一描述、發布和執行，并大大提高了網絡配置管理的效率。該系統應具有以下主要功能：

（1）友好的接口，便于管理員部署配置策略;

（2）屏蔽不同設備的配置差異，實現配置策略的統一描述;

（3）準確地翻譯配置策略并生成可執行的腳本;

（4）終端實現執行腳本的有效配置;

（5）能夠反饋配置政策的實施，并驗證實施的成功;

（6）數據備份和記錄管理。

以上述功能為中心，將該系統的設計分為五個方面：

（1）界面設計。基于安全性和一致性的考慮，系統采用c/s設計模式，管理員通過專門的管理客戶端進行網絡配置管理。該接口包括拓撲視圖、配置視圖和設備屬性管理視圖。

（2）服務器設計。客戶端為管理員提供了一個友好的配置管理界面，而政策和其他工作的執行需要在后臺執行，而服務器負責后臺工作。系統的服務器被劃分為管理服務器和數據庫服務器。在從接口獲得配置策略之后，服務器需要完成查詢、轉換、分發執行、驗證執行和其他工作。

（3）模塊間通信信息設計。該系統的設計遵循模塊化原理，保證了系統具有良好的可擴展性。如何實現功能模塊間的有效通信是系統設計的關鍵環節。

（4）配置政策的統一描述設計。這包括對基于xml的配置策略的統一描述、設備字典的描述和配置策略轉換機制。

（5）數據庫設計。數據庫的功能包括：存儲設備的屬性信息，方便管理員的維護和管理，存儲設備提供翻譯的字典，容易調用;存儲拓撲信息給網絡管理員的實時狀態;實現配置管理可追溯性通過存儲每個操作的管理員和操作的執行。

參考文獻：

[1]呂俊杰. 基于ZYNQ的數據中心接口單元設計[D]. 2019.

[2]莊曉照，萬繼光，張藝文，等. 一種基于新能源驅動的存儲系統的能耗優化方案[J]. 計算機科學，2018.

作者簡介：任惠芳，1988.11-，女，山西省繁峙縣，漢，本科，研究方向：互聯網技術。