資料中心網路的演進 迎接T級年代

2021-06-21 03:32:17 字數 2559 閱讀 4498

現代科技的成果使得人類的器官在空間上得到了極大地延伸,如果說**是人類聲覺的延伸,電視是人類視覺的延伸,那麼資料中心網路則是人類大腦無限延伸,資料中心核心交換機則充當了大腦神經系統的高速路。正常的神經系統是乙個人健康的標誌之一,同樣,大頻寬、低時延、高可靠的網路系統也是人類進入雲時代的基本保證。

資料中心是網際網路發展到一定階段的必然產物。相關資料顯示,隨著雲計算時代的到來,網路流量模型發生了很大的變化,16%的流量集中在運營商網路,14%在企業網路,而70%的流量將全部流向了資料中心內部。資料中心流量和頻寬的指數級增長,已經遠超出了人們對傳統網路的想象。大頻寬,高擴充套件能力已成為資料中心客戶的首要訴求,資料中心建設也因此進入了t級新時代。

談資料中心的發展趨勢,不妨先回顧下乙太網的發展歷程。乙太網經過近30年的發展,頻寬從10m開始,分別經歷了100m、1000m、10g、40g、100g的發展階段,現階段10ge的乙太網已經批量應用,40ge和100ge的乙太網開始逐步應用。乙太網的發展歷程其實是見證了資料中心流量快速增長的趨勢。從早期的x86伺服器邁入虛擬化開始,虛擬機器的逐漸增多以及虛擬機器之間資料互動通訊逐漸頻繁使得伺服器對於頻寬的需求是越來越強烈;當資料中心開始進入到雲計算時代時,資料中心的伺服器、儲存以及網路所有it基礎架構資源都趨向於虛擬化,這意味著整個資料中心需要有強有力的網路頻寬來滿足這種趨勢;現在,資料中心在逐漸完成雲計算資料中心的改造之時又迎來了大資料時代,如果說雲計算使得資料中心內部資源高度虛擬化從而大幅提公升資料中心網路頻寬需求,那麼大資料時代的到來則讓資料中心的資料**變得無比廣泛、資料裝置接入變得多樣化、資料容量變得無比龐大、資料處理需要更加快速與高效,這一切無疑對資料中心網路提出了更高層次的要求。

資料中心網路架構演進三部曲

我們都知道資料中心網路架構在資料中心發展過程中的重要性,衡量資料中心網路架構的優劣其實很大程度需要通過資料中心核心交換機的優劣來判斷。下面,我們通過回顧資料中心核心交換機發展歷程來解析資料中心網路發展趨勢。

第一階段,高密fe/ge接入匯聚,少量10ge上行。這個階段的核心交換機以中心交換加lsw為主構成,中心交換主要是以太交換晶元為主,線卡單板以fe/ge和少量10ge的lsw作為介面晶元,線卡提供48ge線速**,業務處理基本以二層和三層為主,qos處理主要以簡單的優先順序佇列排程為主。典型的產品有cisco4500/6500、h3c6500/7500等。

這類產品的應用範圍滿足了fe/ge接入和少量10ge上行的場景,在資料中心領域以ge伺服器為主的場景下,可以滿足少量伺服器組成的小型資料中心網路。

第二階段,高密ge/10ge接入匯聚,少量10ge/40ge上行。在這個階段,中心交換的形態很多,有的是共享快取的簡單交換網,有的是集中仲裁的交換網,還有以6.25g為主的clos交換架構。線卡單板以ge和10ge的lsw作為介面晶元,少量40ge上行介面為主。每線卡槽位的頻寬小於480g,業務處理基本以二層和三層為主,具有簡單的hqos排程,快取範圍很廣,依賴於lsw晶元,有的交換機是2ms/埠,有的是10ms/埠。典型的產品有cisco n7000、h3c10500/12500等。

這類產品的應用範圍滿足了ge接入和10ge上行的場景,在資料中心領域以ge伺服器為主的場景下,可以滿足ge伺服器組成的中、小型資料中心網路。

第三階段,高密10ge/40ge接入匯聚,少量100ge上行。這個階段的核心交換機以clos動態路由交換為主,線卡單板以具有複雜業務處理能力的pp晶元為主,提供高密度的10ge/40ge線速**和業務處理,少量100ge上行介面為主。背板鏈路以10g起步,未來可演進到25gbps,每線卡槽位的頻寬是1t~4t,目前最大能力48~96*10ge線速**,或者24*40ge線速**,具有完善的qos處理能力,能支援比較大的快取,可以達到100ms/埠。典型的產品有華為ce12800資料中心交換機。

這類產品的應用範圍滿足了高密度10ge/40ge接入的場景,按照伺服器的發展演進,從2023年開始將主要以10ge伺服器為主,在2023年逐漸出現40ge伺服器,因此這個階段的資料中心核心交換機必須能提供高密度10ge/40ge介面,滿足10ge/40ge伺服器組成的大、中型資料中心網路。

t級時代:如何把握資料中心網路發展命脈

事實上,我們可以通過當前最能代表未來趨勢的一款產品來印證資料中心未來網路發展的方向。華為面向雲計算推出的ce12800資料中心核心交換機則提供2t-4t/slot的頻寬擴充套件能力,並且採用了嚴格的前後散熱風道,具備1000w的槽位散熱能力,並且提供了最多192個100ge、384個40ge和1536個10ge全線速埠,最大可支援128tbps背板交換容量,具有完善的qos處理和每埠至少100ms的大快取能力。華為ce12800資料中心核心交換機在業界首次實現了資料中心1t容量線卡的大規模商用,商用程序遠遠超出其他業界主流廠商,引領網際網路網路裝置容量告別100g、400g年代,步入t級新紀元。

毫無疑問,「生於憂患、死於安樂」是這個創新、變化層出不窮的年代最為可靠的生存法則,資料中心作為支撐企業業務發展的核心後盾和力量,一定需要具備能夠適應未來發展的能力。在雲計算和大資料接踵而至的年代,t級或成資料中心建設的標配,擁有堅實、可靠、為未來而設計的資料中心核心交換機才能精準把握住資料中心網路發展命脈,進而保障企業在未來競爭中立於不敗之地。

資料中心網路架構的演進

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