為物聯(lián)網(wǎng)打造強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)

　　作者：博通公司（Broadcom）博通公司基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)部門副總裁兼首席技術(shù)官Nicholas Ilyadis

　　智能設(shè)備不斷涌入市場(chǎng)，其增長(zhǎng)前景令人驚嘆。據(jù)研究公司預(yù)測(cè)，截至2020年，連接物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的設(shè)備數(shù)量將多達(dá) 2，120 億臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師和管理員需要共同面對(duì)的日益嚴(yán)峻的問題是：我們?nèi)绾尾拍苡行Ч芾砑磳⒁u來的數(shù)據(jù)海嘯？

　　移動(dòng)智能時(shí)代已經(jīng)到來

　　移動(dòng)智能幾乎改變了一切，但真正讓瓶中之魔重獲自由的，是 Wi-Fi® 和 Bluetooth® Smart等無線連接技術(shù)的發(fā)展。如今，智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦以及其他移動(dòng)設(shè)備提供的數(shù)據(jù)處理能力足以運(yùn)行數(shù)不勝數(shù)的智能設(shè)備。其實(shí)，技術(shù)就在我們身邊，甚至已經(jīng)進(jìn)入了我們的體內(nèi)。

　　可穿戴式設(shè)備的技術(shù)正如燎原之火般蓬勃發(fā)展，如智能手表和智能手環(huán)，不僅能夠有益于健康，還可以幫助用戶達(dá)成健身目標(biāo)。同時(shí)，醫(yī)療衛(wèi)生技術(shù)也在不斷進(jìn)步，如微型植入裝置，它能夠感知即將發(fā)作的心臟病，并可以通過向智能手機(jī)報(bào)警的方式來尋求救助。而對(duì)于可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)、讀表、感知、跟蹤、報(bào)告和報(bào)警的智能產(chǎn)品來說，家居環(huán)境則是其另一個(gè)熱點(diǎn)市場(chǎng)。因此，無論是通過眾籌集資的創(chuàng)業(yè)型企業(yè)還是財(cái)富 500 強(qiáng)企業(yè)，智能設(shè)備所帶來的機(jī)會(huì)無處不在。

　　無可避免的網(wǎng)絡(luò)重壓

　　當(dāng)數(shù)十億的設(shè)備在不斷生成和消耗快速且高效傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)承受的壓力可想而知。據(jù)思科全球云端指數(shù)（Cisco Global Cloud Index）預(yù)測(cè)，到2017年，全球數(shù)據(jù)中心每年的IP流量將達(dá)到 7.7 澤字節(jié)（1澤字節(jié)相當(dāng)于1字節(jié)乘以 10 的 21 次方），這將會(huì)產(chǎn)生超大量的數(shù)據(jù)。

　　幸運(yùn)的是，以太網(wǎng)連接的廣泛普及帶來了巨大的優(yōu)勢(shì)。作為數(shù)十年來始終值得信賴的標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)不僅可為物聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)也能為運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)和軟件應(yīng)用提供了安全的底層網(wǎng)絡(luò)層。高度可擴(kuò)展的以太網(wǎng)已經(jīng)從10千兆位/秒（Gbps）擴(kuò)展至40千兆位/秒（Gbps），而且正在向100千兆位/秒（Gbps）的速率發(fā)展。

　　用以太網(wǎng)連點(diǎn)成線

　　毋庸置疑，從這個(gè)優(yōu)點(diǎn)上看，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的創(chuàng)新和強(qiáng)大的新型虛擬化技術(shù)也將重新定義數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行方式。但是，鑒于以太網(wǎng)在這次前所未有的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中發(fā)揮著無處不在的關(guān)鍵作用，物聯(lián)網(wǎng)可能更多的可以看做是“物聯(lián)以太網(wǎng)（Ethernet of Things）”：

　　服務(wù)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)

　　如今，以太網(wǎng)已成為構(gòu)建服務(wù)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的首選技術(shù)。無線回傳、寬帶匯聚、城域網(wǎng)、核心網(wǎng)絡(luò)均依賴于以太網(wǎng)高速率、低延遲和高性價(jià)比的特點(diǎn)，以承載日益增長(zhǎng)的流量負(fù)載。不僅如此，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)架構(gòu)還可將各個(gè)設(shè)備連接到提供應(yīng)用和分析功能的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)高度靈活擴(kuò)展的架構(gòu)，以應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的帶寬需求。

　　軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）

　　新興的SDN架構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)控制與轉(zhuǎn)發(fā)功能（forwarding function）分離開來，這能夠幫助管理員直接編程網(wǎng)絡(luò)控制環(huán)節(jié)，并針對(duì)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提取底層基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，SDN軟件程序還能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的快速配置、管理、保護(hù)和優(yōu)化，并根據(jù)不斷變化的需求調(diào)整流量。這種“集中化智能”可以提供全局性網(wǎng)絡(luò)視圖，使它從邏輯上來看，對(duì)于應(yīng)用和策略引擎而言，好像是一臺(tái)單一的交換機(jī)。此外，基于開放標(biāo)準(zhǔn)和面向廠商中立的低成本SDN還能夠在改善可管理性、協(xié)調(diào)性和控制性的同時(shí)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。作為重要的互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心基干，可編程、低延遲、高性能的以太網(wǎng)交換機(jī)是SDN的理想選擇。

　　網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）

　　作為SDN架構(gòu)的補(bǔ)充，NFV是一種集設(shè)計(jì)、部署和管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)為一體的新途徑。具體來說，NFV能夠讓所有類型的網(wǎng)絡(luò)功能獨(dú)立于路由器、交換機(jī)等專有的硬件應(yīng)用，以便能讓它們?cè)谲浖线\(yùn)行。使用標(biāo)準(zhǔn)的IT虛擬化技術(shù)，NFV能將這些功能“虛擬化”為構(gòu)建塊，并通過連接創(chuàng)建通信業(yè)務(wù)。對(duì)于有線和無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的任何數(shù)據(jù)平面處理或控制平面功能，NFV均可適用。因此，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)更具有可擴(kuò)展性、敏捷性和高效率。

　　云計(jì)算

　　網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和服務(wù)器的虛擬化正在重新塑造各個(gè)機(jī)構(gòu)使用IT的方式。在這個(gè)過程中，云計(jì)算發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，其負(fù)責(zé)為復(fù)雜應(yīng)用和大規(guī)模計(jì)算資源提供互聯(lián)網(wǎng)接入功能。同時(shí)，“云”還能夠提供額外的容量，以滿足第三方對(duì)企業(yè)或小型企業(yè)日益增長(zhǎng)的需求，從而使各機(jī)構(gòu)無需投資新的IT架構(gòu)即可獲得更大的容量。通過將數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)處理托管到云端，管理員就能夠自由地將容量調(diào)配到創(chuàng)建數(shù)據(jù)的地理位置上，并且對(duì)生成數(shù)據(jù)的設(shè)備進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)良好的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)能夠交付云計(jì)算所需的低延遲和高帶寬，充分發(fā)揮其高效性帶來的價(jià)值。

　　大數(shù)據(jù)

　　隨著更多的數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)連接，并實(shí)現(xiàn)彼此互聯(lián)，當(dāng)今的數(shù)據(jù)管理工具和傳統(tǒng)應(yīng)用將無法滿足精確分析對(duì)“大數(shù)據(jù)”（即不斷增長(zhǎng)的大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)集）的需求。SDN、NFV、云計(jì)算等創(chuàng)新技術(shù)正逐步融匯成一種能夠使網(wǎng)絡(luò)在可接受的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)捕獲、提煉、管理和處理大數(shù)據(jù)的新的途徑。憑借其高帶寬、低延遲的特點(diǎn)，以太網(wǎng)再度成為將處理大數(shù)據(jù)的服務(wù)器連接起來的理想選擇。

　　綠色數(shù)據(jù)中心

　　隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模及其復(fù)雜性的不斷增大，能源成本持續(xù)高漲，其效率也因此受到了嚴(yán)重的影響。據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，2012年數(shù)據(jù)中心從本地電力設(shè)施獲得的電力中有90%可能都被浪費(fèi)了。而使用更加高效節(jié)能、更高速率的以太網(wǎng)連接，將會(huì)對(duì)建立節(jié)能環(huán)保型數(shù)據(jù)中心大有裨益。據(jù)研究顯示，如果棄用1GB以太網(wǎng)，轉(zhuǎn)而使用10GB高效節(jié)能的以太網(wǎng)，則可減少高達(dá)350萬噸的二氧化碳排放量，減少耗用13億加侖汽油和2，700萬桶原油，這相當(dāng)于停用230萬輛汽車所節(jié)約的能源。

　　以太網(wǎng)舞臺(tái)已拉開帷幕

　　與10千兆位乃至更高速度的以太網(wǎng)連接相結(jié)合，SDN、NFV和其他網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化工具能夠?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)設(shè)備軟件層的運(yùn)行提供高動(dòng)態(tài)化、高敏捷性以及高效率的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。而無線連接設(shè)備通過擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)連接，也可以對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)形成有效地補(bǔ)充。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)革命的全面展開，這些獨(dú)特的技術(shù)以及其他創(chuàng)新技術(shù)也將逐步到位。最終，將確保終端用戶能夠最大限度地從數(shù)千億計(jì)的產(chǎn)品和設(shè)備中獲益。