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数据中心网络的演进:迎接T级年代

发布时间:2019-08-15 13:48:09
现代科技的成果使得人类的器官在空间上得到了极大地延伸,如果说电话是人类声觉的延伸,电视是人类视觉的延伸,那么数据中心网络则是人类大脑无限延伸,数据中心核心交换机则充当了大脑神经系统的高速路。正常的神经系统是一个人健康的标志之一,同样,大带宽、低时延、高可靠的网络系统也是人类进入云时代的基本保证。 数据中心是互联网发展到一定阶段的必然产物。相关资料显示,随着云计算时代的到来,网络流量模型发生了很大的变化,16%的流量集中在运营商网络,14%在企业网络,而70%的流量将全部流向了数据中心内部。数据中心流量和带宽的指数级增长,已经远超出了人们对传统网络的想象。大带宽,高扩展能力已成为数据中心客户的首要诉求,数据中心建设也因此进入了T级新时代。 谈数据中心的发展趋势,不妨先回顾下以太网的发展历程。以太网经过近30年的发展,带宽从10M开始,分别经历了100M、1000M、10G、40G、100G的发展阶段,现阶段10GE的以太网已经批量应用,40GE和100GE的以太网开始逐步应用。以太网的发展历程其实是见证了数据中心流量快速增长的趋势。从早期的X86服务器迈入虚拟化开始,虚拟机的逐渐增多以及虚拟机之间数据交互通信逐渐频繁使得服务器对于带宽的需求是越来越强烈;当数据中心开始进入到云计算时代时,数据中心的服务器、存储以及网络所有IT基础架构资源都趋向于虚拟化,这意味着整个数据中心需要有强有力的网络带宽来满足这种趋势;现在,数据中心在逐渐完成云计算数据中心的改造之时又迎来了大数据时代,如果说云计算使得数据中心内部资源高度虚拟化从而大幅提升数据中心网络带宽需求,那么大数据时代的到来则让数据中心的数据来源变得无比广泛、数据设备接入变得多样化、数据容量变得无比庞大、数据处理需要更加快速与高效,这一切无疑对数据中心网络提出了更高层次的要求。 数据中心网络架构演进三部曲 我们都知道数据中心网络架构在数据中心发展过程中的重要性,衡量数据中心网络架构的优劣其实很大程度需要通过数据中心核心交换机的优劣来判断。下面,我们通过回顾数据中心核心交换机发展历程来解析数据中心网络发展趋势。 数据中心网络的演进:迎接T级年代 第一阶段,高密FE/GE接入汇聚,少量10GE上行。这个阶段的核心交换机以中心交换加LSW为主构成,中心交换主要是以太交换芯片为主,线卡单板以FE/GE和少量10GE的LSW作为接口芯片,线卡提供48GE线速转发,业务处理基本以二层和三层为主,QoS处理主要以简单的优先级队列调度为主。典型的产品有CISCO4500/6500、H3C6500/7500等。 这类产品的应用范围满足了FE/GE接入和少量10GE上行的场景,在数据中心领域以GE服务器为主的场景下,可以满足少量服务器组成的小型数据中心网络。 第二阶段,高密GE/10GE接入汇聚,少量10GE/40GE上行。在这个阶段,中心交换的形态很多,有的是共享缓存的简单交换网,有的是集中仲裁的交换网,还有以6.25G为主的CLOS交换架构。线卡单板以GE和10GE的LSW作为接口芯片,少量40GE上行接口为主。每线卡槽位的带宽小于480G,业务处理基本以二层和三层为主,具有简单的HQoS调度,缓存范围很广,依赖于LSW芯片,有的交换机是2ms/端口,有的是10ms/端口。典型的产品有CISCO N7000、H3C10500/12500等。 这类产品的应用范围满足了GE接入和10GE上行的场景,在数据中心领域以GE服务器为主的场景下,可以满足GE服务器组成的中、小型数据中心网络。 第三阶段,高密10GE/40GE接入汇聚,少量100GE上行。这个阶段的核心交换机以CLOS动态路由交换为主,线卡单板以具有复杂业务处理能力的PP芯片为主,提供高密度的10GE/40GE线速转发和业务处理,少量100GE上行接口为主。背板链路以10G起步,未来可演进到25Gbps,每线卡槽位的带宽是1T~4T,目前最大能力48~96*10GE线速转发,或者24*40GE线速转发,具有完善的QoS处理能力,能支持比较大的缓存,可以达到100ms/端口。典型的产品有华为CE12800数据中心交换机。 这类产品的应用范围满足了高密度10GE/40GE接入的场景,按照服务器的发展演进,从2012年开始将主要以10GE服务器为主,在2015年逐渐出现40GE服务器,因此这个阶段的数据中心核心交换机必须能提供高密度10GE/40GE接口,满足10GE/40GE服务器组成的大、中型数据中心网络。 T级时代:如何把握数据中心网络发展命脉 当我们看到Google、Facebook、Amazon、百度、腾讯、阿里巴巴这些用户所拥有的超大型数据中心,我们就体会到云计算、社交网络、大数据、移动化等趋势浪潮对于数据中心发展的影响。正是有这些变革性的浪潮,使得以太网每一代带宽之间的时间跨度正在大幅缩短,几年前我们的服务器10GE端口并不多见,而现在最新的是已经标准化的100GE端口。因此,面向云计算和大数据的数据中心新一代核心网络交换机必须要在带宽和容量上具备超强的能力,能够支持高密度的40GE和100GE接口。IDC网络基础设施副总裁RohitMehra表示:“考虑到区域差异,企业园区市场相对稳定,而数据中心持续反应出10G和40G交换机端口出货量的激增。” 事实上,我们可以通过当前最能代表未来趋势的一款产品来印证数据中心未来网络发展的方向。华为面向云计算推出的CE12800数据中心核心交换机则提供2T-4T/Slot的带宽扩展能力,并且采用了严格的前后散热风道,具备1000W的槽位散热能力,并且提供了最多192个100GE、384个40GE和1536个10GE全线速端口,最大可支持128Tbps背板交换容量,具有完善的QoS处理和每端口至少100ms的大缓存能力。华为CE12800数据中心核心交换机在业界首次实现了数据中心1T容量线卡的大规模商用,商用进程远远超出其他业界主流厂商,引领互联网网络设备容量告别100G、400G年代,步入T级新纪元。 毫无疑问,“生于忧患、死于安乐”是这个创新、变化层出不穷的年代最为可靠的生存法则,数据中心作为支撑企业业务发展的核心后盾和力量,一定需要具备能够适应未来发展的能力。在云计算和大数据接踵而至的年代,T级或成数据中心建设的标配,拥有坚实、可靠、为未来而设计的数据中心核心交换机才能精准把握住数据中心网络发展命脉,进而保障企业在未来竞争中立于不败之地。宝宝流鼻血是什么原因导致的
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