隨著新技術(shù)帶來(lái)顯著而又深刻的變革，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)呈現(xiàn)融合發(fā)展趨勢(shì)。未來(lái)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)有可能是基于軟件定義的網(wǎng)絡(luò)(SDN)，或者，也可能是 傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)。也可能是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和SDN的混合架構(gòu)。無(wú)論怎樣都需要新的支持協(xié)議、應(yīng)用支持并不斷增強(qiáng)安全性。

由于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)不斷演進(jìn)—包括 IP 網(wǎng)絡(luò)和新型軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)。這使大多數(shù)的芯片制造商或等待最終標(biāo)準(zhǔn)以便在其設(shè)備中對(duì)協(xié)議進(jìn)行硬編碼，或采用低性能的可編程芯片構(gòu)建交換機(jī)，并在將芯片加入系統(tǒng)后依靠軟件增強(qiáng)功能提升速度。這兩種方式效果均不理想。為了解決這個(gè)問(wèn)題，英特爾在基于英特爾® FlexPipe™ 技術(shù)上的數(shù)據(jù)包處理引擎(它是最新英特爾® 以太網(wǎng)交換機(jī) FM6000 系列低延遲交換機(jī)的基礎(chǔ))中加入創(chuàng)新的可升級(jí)微碼支持。微碼支持可讓英特爾以太網(wǎng)交換機(jī) FM6000 芯片運(yùn)行兼具硬編碼解決方案的性能和軟件解決方案的靈活性的新協(xié)議。

通常，當(dāng)一個(gè)人聽(tīng)到術(shù)語(yǔ)微碼和可編程性時(shí)，會(huì)認(rèn)為該架構(gòu)是一種運(yùn)行到完成(run-to-completion)或非確定性的模型。然而，英特爾 FlexPipe 技術(shù)的工作方式是確定性的工作，這意味著在任何可能的微碼實(shí)施中，引擎都會(huì)保持高達(dá)每秒 10 億數(shù)據(jù)包的吞吐性能和低于 400 納秒的 L3 處理延遲。通過(guò)使用微碼，英特爾以太網(wǎng)交換機(jī) FM6000可以為客戶提供豐富的靈活特性，從而適應(yīng)市場(chǎng)上多變的需求?？蛻艨梢栽谛袠I(yè)協(xié)會(huì)將標(biāo)準(zhǔn)定下來(lái)之前及早進(jìn)入市場(chǎng)，推出面向未來(lái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它還允許客戶支持尚未納入標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)議程的標(biāo)準(zhǔn)。除了英特爾以太網(wǎng)交換機(jī) FM6000 系列交換機(jī)芯片具有的微代碼升級(jí)性能可靈活支持不斷更新的新網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)外,英特爾最新的機(jī)柜頂端(TOR)交換機(jī)客戶參考設(shè)計(jì) Seacliff Trail (SCT) 也支持內(nèi)建的靈活性, 以滿足數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)對(duì)于交換機(jī)靈活性的需求.

SeaCliff Trail 客戶參考板卡于 2012 年 9 月英特爾信息技術(shù)峰會(huì)(IDF)上宣布推出，并使用英特爾以太網(wǎng)交換機(jī) FM6000 系列交換機(jī)芯片提供 48x10GbE 和 4x40GbE 連接。該客戶評(píng)估板卡采用兩核心 Gladden處理器(包括英特爾® 至強(qiáng)™ 處理器 E3-1125C/E3-1105C，英特爾® 奔騰® 處理器B915C，英特爾® 酷睿™ i3-2115C 處理器和英特爾® 賽揚(yáng)® 處理器 725C)和英特爾® 89xx 系列通信芯片組(代號(hào)：Cave Creek)，提供 CPU 分擔(dān)負(fù)載功能等眾多特性，如安全加密和解密。這一采用 Gladden 處理器和英特爾 89xx 系列通信芯片組構(gòu)建的 CPU 子系統(tǒng)又稱(chēng)為 Crystal Forest 平臺(tái)。該平臺(tái)使用 AMC 接口與系統(tǒng)的其余部分連接，支持 OEM 或 ODM 根據(jù)自己提高性能或降低功耗的需求而替換不同的 AMC卡 和英特爾® 處理器。交換機(jī)中的英特爾處理器具有眾多功能，因此也可以把它看作具有交換功能的服務(wù)器。

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)使用案例中，傳統(tǒng) L2 和 L3 網(wǎng)絡(luò)堆棧運(yùn)行于 CPU 之上提供自動(dòng)功能，Gladden 處理器的處理能力綽綽有余。在軟件定義的網(wǎng)絡(luò)(SDN)環(huán)境下更加值得關(guān)注：簡(jiǎn)單的說(shuō)，數(shù)據(jù)與控制平面的分離意味著 SDN 控制器可移動(dòng)至網(wǎng)絡(luò)中的任一主機(jī)，而交換機(jī)就成為對(duì) CPU 性能要求不高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。 英特爾以太網(wǎng)交換機(jī) FM6000 系列交換機(jī)芯片能夠以超低延遲提供極其出色的 SDN 支持并提供數(shù)據(jù)平面功能。

對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心，單個(gè) SDN 控制器就顯得力不從心，包含眾多 SDN 控制器的分層解決方案就應(yīng)運(yùn)而生。這些分層控制器不占用寶貴的服務(wù)器，而是直接運(yùn)行于交換機(jī)上以及由 Gladden 處理器提供的強(qiáng)大、主流編程系統(tǒng)和 x86 指令集上，將控制器移動(dòng)至交換機(jī) CPU 還為網(wǎng)絡(luò)變化提供更低延遲，同時(shí)減少了填寫(xiě)交換機(jī)芯片的模式匹配表的時(shí)間。表面上來(lái)看此舉是將交換智能交回至交換機(jī)，其實(shí)不然?？刂破饕廊皇羌泄芾淼?，因?yàn)樘幚砥鳘?dú)立于交換機(jī)芯片而且網(wǎng)絡(luò)中僅有少數(shù)交換機(jī)需要控制器。其它交換機(jī)可以配置更加簡(jiǎn)單的基于英特爾® 架構(gòu)的處理器來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)、安全或其它非控制器應(yīng)用。

安全性對(duì)于 SDN 和 IP 網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要。Crystal Forest 平臺(tái)為交換機(jī)設(shè)計(jì)人員提供了一些安全增強(qiáng)方案。在 SDN 環(huán)境中，出于安全目的可以對(duì)遍布數(shù)據(jù)中心的控制器與交換機(jī)芯片之間的控制消息進(jìn)行加密。在 Seacliff Trail 板卡上，英特爾 89xx 系列通信芯片組可接替 Gladden 處理器的這一加密流程。在 IP 網(wǎng)絡(luò)下，由于 CPU 也是服務(wù)器，客戶可以在交換機(jī)上運(yùn)行安全應(yīng)用。例如，某些可能需要在交換機(jī)上運(yùn)行 ACL 或防火墻應(yīng)用。此外還可以支持各種不勝枚舉的新功能。

綜上所述，隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的不斷演進(jìn)，對(duì)于交換機(jī)的靈活性提出了前所未有的要求，需要從芯片底層設(shè)計(jì)和系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)上進(jìn)行考慮，以滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。英特爾以太網(wǎng)交換機(jī) FM6000系列交換芯片和Seacliff Trial參考設(shè)計(jì)通過(guò)微碼配置和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，極大地提升了交換機(jī)的靈活性，為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)提供保證。