文档介绍：面向数据中心的统一交换架构
发布时间: 13:38      来源:存储网     作者:存储网
当前云计算服务发展迅速,超大规模、超高性能、灵活与高可扩展成为云计算业务模式的特征和基本要求,传统技术基础的交换机和路由器的交换架构已不能适用这种大规模、高密集的IT集散模式,而面向统一交换架构和业务融合、更大容量和带宽、更高性能和扩展性、更精细的QoS保证、更高的可靠性和容错性能、智能化和易于管理、绿色节能等技术方向的全新基础网络交换架构,才能满足不断涌现的各种新型业务和应用、改进用户体验,并持续降低单位带宽成本。网络技术架构的进步反过来进一步推进云计算的普及和良性发展。
毫不夸张地说,交换架构是网络设备的核心,就像人的心脏一样重要。交换架构决定了一台设备的容量、性能、扩展性以及QoS等诸多关键属性。在其短短二十几年的历史中,先后出现了共享总线交换、共享存储交换、Crossbar矩阵交换和基于动态路由的CLOS交换架构等不同形态。对于代表业界发展水平的大容量或超大容量的机架式网络设备而言,通常采用Crossbar矩阵交换或CLOS交换架构,共享缓存交换则应用于其线卡作为全分布式业务处理和转发的组成部件。
一、 数据中心对新一代交换架构的要求
交换架构的一般模型如图1所示,在逻辑上由数据通道资源、控制通道资源这两个相辅相成的部分构成。数据通道资源具体包括交换网及其端口带宽、交换网适配器(FA:Fabric Adaptor)、流量管理器(TM:Traffic Manager)、缓存(Buffering)以及用于互联的高速总线。控制通道资源则包括用于资源分配、业务调度、拥塞管理的流控单元、调度器(Scheduler),调度器有时也叫仲裁器(Arbiter)。完整意义上的交换架构还包括报文处理器(PP:Packet Processor)或网络处理器(work Processor)。
 
图1  交换架构一般模型
数据中心作为面向应用的综合业务平台和未来云计算的核心基础架构,对网络设备的交换架构提出了更全面、更苛刻的要求,主要包括:支持统一交换架构,大容量及高扩展性,转发性能,业务调度和精细化QoS,弹性。
1、 支持统一交换架构(Unified Switch Fabric)
数据中心目前存在相对独立的三张网:数据网(Data)、存储网(SAN)和高性能计算网(HPC)。为了便于未来的业务整合和服务提供、简化管理、降低建设成本和运营维护成本,三网将逐步走向融合。要求网络设备的交换架构能方便地扩展和支持FCoE、FC等接口及其转发,从而与存储网络无缝融合;支持CEE(Convergence Enhanced )增强型以太网等新型接口,使以太网从传统的“尽力而为(Best-effort)”变成更为成熟的“无损网络(Lossless)”。
2、 大容量及高扩展性(Capacity & Scalability)
超宽带时代正在来临,以Youtube、iTunes、Facebook、GoogleEarth、网真系统、移动视频等为代表的视频流、音频流、社交网络、P2P、多媒体等业务正以约70%的年增长速度发展,对未来网络提出了近乎无止境的带宽需求。要求交换机具有大容量和优异的可扩展性,即随着业务拓展而逐步扩展端口数、端口速率,