端口擴(kuò)展器技術(shù)讓網(wǎng)絡(luò)交換煥然一新

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2017-04-13 15:06:29

摘自:OFweek 光通訊網(wǎng)

OFweek光通訊網(wǎng)訊:現(xiàn)代生活方式對于云計(jì)算和存儲基礎(chǔ)設(shè)施越來越依賴。交換機(jī)供應(yīng)商沒有專門為端口擴(kuò)展器設(shè)計(jì)的芯片,而是繼續(xù)使用他們的標(biāo)準(zhǔn)芯片組,因此并沒有充分降低成本和功耗

現(xiàn)代生活方式對于云計(jì)算和存儲基礎(chǔ)設(shè)施越來越依賴。無論是在家里、工作中,還是我們隨身攜帶的智能手機(jī)和其他移動計(jì)算設(shè)備,對云計(jì)算和存儲的需求都無處不在。特別是大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,對這類基礎(chǔ)設(shè)施的需求以驚人的速度在增長。

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隨著應(yīng)用和用戶數(shù)量的增加,其年增長率大概是每年30倍,某些情況下甚至高達(dá)100倍。如此的高增長率使得摩爾定律和新芯片開發(fā)難以滿足計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求。為此,很多數(shù)據(jù)和通信網(wǎng)絡(luò)廠商通過投資多種并行計(jì)算和存儲的方式來解決此問題。這樣,目前很多的云數(shù)據(jù)中心普遍形成了數(shù)百臺甚至數(shù)千臺服務(wù)器連接在一起的情況。

由于需要的交換機(jī)越來越多,因此,所有這些計(jì)算和存儲設(shè)備的互連正在成為真正的挑戰(zhàn)。在數(shù)據(jù)中心內(nèi),傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接方法是分層的,其中單個(gè)機(jī)架使用葉交換機(jī)(Leaf switch, 也稱為機(jī)架式交換機(jī),即ToR交換機(jī))實(shí)現(xiàn)機(jī)架內(nèi)的連接,而主干交換機(jī)用于連接一系列機(jī)架,還有用于整個(gè)數(shù)據(jù)中心的核心交換機(jī)。而且,與服務(wù)器和存儲設(shè)備本身一樣,這些交換機(jī)都需要進(jìn)行管理。過去幾年里,通常會有一兩個(gè)為數(shù)據(jù)中心提供網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和相關(guān)的管理控制軟件的供應(yīng)商,但情況變化的很快。很多領(lǐng)先的云服務(wù)提供商憑借其強(qiáng)大的購買力和技術(shù)能力,認(rèn)識到他們可以通過設(shè)計(jì)和構(gòu)建自己的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來節(jié)省大量成本。在數(shù)據(jù)中心行業(yè)中,許多人認(rèn)為這是瓦解傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件及其控制管理軟件的第一步。云服務(wù)商都有自己的軟件工程師,因此他們自己在內(nèi)部開發(fā)管理軟件,而把硬件設(shè)計(jì)外包出去。雖然這在一定程度上滿足了數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商的商業(yè)需求,但從技術(shù)和運(yùn)營管理的角度來看,并沒有任何的簡化,還需要管理大量的交換機(jī)。

2009年,隨著我們現(xiàn)在所知的端口擴(kuò)展器(port extender)的推出,在簡化網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性方面第一次實(shí)現(xiàn)了突破。這一概念基于這樣的理念:網(wǎng)絡(luò)中的很多節(jié)點(diǎn)并不需要大多數(shù)交換機(jī)所具有的超強(qiáng)的管理能力。這就類似母和子的關(guān)系,其中控制交換機(jī)是“母”,被管理的交換機(jī)是“子”,而端口擴(kuò)展器為其提供連接。這種端口擴(kuò)展器方法在2012年被列入了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)802.1BR,目前開發(fā)的每臺網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)都符合此標(biāo)準(zhǔn)。端口擴(kuò)展器的技術(shù)并不復(fù)雜,與全橋交換機(jī)相比,除了功耗更低之外,最明顯的優(yōu)勢是降低了單位成本。

控制橋接和端口擴(kuò)展器的方法有助于簡化網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的管理,但不止于此。深入到端口擴(kuò)展器中,你會發(fā)現(xiàn)使用了與”母”橋接交換機(jī)相同的交換芯片。交換機(jī)供應(yīng)商沒有專門為端口擴(kuò)展器設(shè)計(jì)的芯片,而是繼續(xù)使用他們的標(biāo)準(zhǔn)芯片組,因此并沒有充分降低成本和功耗。然而,隨著Marvell的802.1BR兼容端口擴(kuò)展器IC(稱為PIPE——被動式智能端口擴(kuò)展器)的推出,網(wǎng)絡(luò)交換真正的模塊化方法取得了飛躍,實(shí)現(xiàn)了與所有業(yè)界領(lǐng)先OEM廠商控制橋接交換機(jī)的互操作。它還具有很高的成本和功耗優(yōu)勢,這也是端口擴(kuò)展器技術(shù)一下子就能引人注目的原因所在。在網(wǎng)絡(luò)分解的第二步,這種方法有效地把端口連接從母交換機(jī)的處理能力中分離出來,建立了一種更模塊化的聯(lián)網(wǎng)方法。母交換機(jī)不再需要知道它與什么類型的設(shè)備相連接,因此,所有的邏輯和處理功能可以集中在母交換機(jī),由端口擴(kuò)展器承擔(dān)端口I/O功能。

Marvell的Prestera?PIPE系列面向以10GbE和25GbE速度運(yùn)行的數(shù)據(jù)中心,隨著帶寬需求的增加,這些數(shù)據(jù)中心面臨進(jìn)一步降低CAPEX和OPEX成本的挑戰(zhàn)。Prestera PIPE系列能夠以傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)一半的成本和功耗實(shí)現(xiàn)架頂式交換機(jī)的部署。PIPE方法還包括快速故障切換和彈性恢復(fù)功能,這對于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的連續(xù)性和高可用性至關(guān)重要。