用戶選擇之道 購買100G高端交換機有陷阱
100G高端交換機還是比較常用的,于是我研究了一下小心在購買100G高端交換機的那些“陷阱”,在這里拿出來和大家分享一下,希望對大家有用。博科公司在收購Foundry后也加入到100G高端交換機俱樂部當(dāng)中。
該公司高級技術(shù)顧問谷增云將100G高端交換機平臺分為兩個階段:***階段是單板至少支持10個線速10G,要實現(xiàn)高于10G的帶寬就需要進行N×10G的捆綁;第二階段就是單板支持一個或多個100G。“要達到這個目標(biāo),首先要提高設(shè)備的交換容量,包括整機的交換容量和單板的交換容量。”
谷增云介紹說,“以往主流的千兆/萬兆系列交換機,整機的交換容量在720Gbps~1.4Tbps之間,單板***交換容量為40Gbps,因此要單板支持無阻塞的100G以太網(wǎng)接口,就需要整機的交換容量至少擴大2.5倍,單槽位的交換容量相應(yīng)也要提高2.5倍以上。如此高的傳輸速率,就需要對光接口、物理層和MAC層、包處理器以及流量管理和調(diào)度部分、交換機的背板、交換矩陣進行重新設(shè)計。”
具體來說,對于100G的光接口部分,需要考慮色散補償和極化色散。在物理層和MAC層部分,可以考慮保持802.3的幀格式以及對***最小包長的定義,另外還要能夠?qū)我坏?00G信號進行處理以及進行CRC校驗。包處理以及流量管理和調(diào)度部分,則需要考慮對內(nèi)存的訪問帶寬、速度、耗電量以及多個循環(huán)的包處理能力,這就需要提高內(nèi)存的訪問頻率以及增加芯片的數(shù)量。對于100G高端交換機的背板,博科采用高速的serdes背板信號技術(shù)以及第四代clos交換矩陣技術(shù)滿足100G以太網(wǎng)的要求。而各個關(guān)鍵部分都需要更為先進的半導(dǎo)體技術(shù),一個100G接口需要150Mpps的包處理能力,如此快的處理速度對芯片的耗電量和成本都是一個很大的挑戰(zhàn),要克服上述兩個問題使用65nm工藝相對較困難,而45nm工藝水平在2010年左右達到成熟,提高更高的芯片之間的傳輸速率和內(nèi)存的訪問帶寬以及降低耗電量。
用戶選擇之道
線速•容量•板卡
正是基于這些實現(xiàn)100G的關(guān)鍵因素和相關(guān)技術(shù),即便最終的802.3ba標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商們也可以推出“準(zhǔn)100G”產(chǎn)品滿足部分高端用戶的需求。那么,在等待標(biāo)準(zhǔn)通過的特殊時期內(nèi),對于計劃采用100G技術(shù)的用戶來說,也需要注意抓住關(guān)鍵要素慎重選擇。
“在選擇100G網(wǎng)絡(luò)平臺產(chǎn)品時,主要考慮2006年以后設(shè)計的新一代高端產(chǎn)品,任何2006年以前發(fā)布的產(chǎn)品都不是100G平臺。”谷增云給出了一個具體的時間段,“在當(dāng)前階段,100G接口的標(biāo)準(zhǔn)也還沒有***確定,光接口、半導(dǎo)體工藝水平都沒有就緒,所謂的100G平臺都是交換矩陣、背板帶寬這些交換機的基本單元支持100G,而沒有真正成熟的100G接口。當(dāng)前整個單板是否真正支持10個線速的10Gbps或者100個線速的1Gbps,是驗證是否真正100G平臺的唯一方法。”
卓林也認(rèn)為,目前的100G高端交換機只能說是具備了支持100G的條件,并沒有實際的100G端口。“用戶需要搞清楚,目前購買或者要購買的100G高端交換機是不是100G ready。”卓林解釋道,“所謂ready就是在真正的100G端口板卡出來之后,用戶不用更換任何100G高端交換機硬件,就可以安裝和使用100G端口板卡。目前市場上有很多號稱支持100G的核心交換機,在實際使用100G端口時可能還需要更換交換矩陣等部件。”
另外,卓林還特別提到新增的100G高速接口需要消耗的資源問題,包括電源功耗、照明和空間等諸多因素。用戶需要綜合考慮在同等容量和性能的前提下,部署100G高端交換機消耗的資源量有多少,以及未來運行和維護的成本等。
趙曉軒則給出了用戶在選擇產(chǎn)品時要特別注意的幾個具體要素:首先是看是否支持線速的40G/100G端口,這關(guān)系到最終標(biāo)準(zhǔn)推出后能否實現(xiàn)40G/100G跨板轉(zhuǎn)發(fā)不丟包的承諾。其次,是看該設(shè)備是否可以動態(tài)擴展容量,不僅僅是板卡的擴容而且包括機柜的擴容;另外還要注意是否有精細(xì)化的QoS控制和調(diào)度,以及200ms緩存,進而***化利用端口帶寬,提升網(wǎng)絡(luò)效率。基于100G技術(shù)的數(shù)據(jù)中心級交換機要融合高端路由器思想,將相關(guān)技術(shù)移植到100G高端交換機上。
Goergen的回答頗為實際,他認(rèn)為幫助用戶區(qū)分真正支持100G的產(chǎn)品牽扯到太多技術(shù)細(xì)節(jié)層面,需要用戶在設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)的時候與設(shè)備廠商進行深入溝通,從各個層面不同維度了解技術(shù)本身,認(rèn)真尋找實現(xiàn)100G的核心技術(shù)要素是如何實現(xiàn)的,看背板傳輸速率如何解決,包處理速度怎樣,包處理芯片的內(nèi)存怎樣,供電和制冷問題等,要看到清晰的解決方案,至少是對幾個核心要素有清晰的計劃,由此才能知道購買該設(shè)備的風(fēng)險是怎樣的。
實際部署要義
改造•選擇•陷阱
做出正確的設(shè)備選擇并不意味著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的的成功,對于100Gbps的高速率傳輸環(huán)境來說,用戶在實際部署時要做的工作還有不少。正如李博所說,“100G的真正應(yīng)用不光需要相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn),還要定義網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施傳輸?shù)囊螅芏喾矫娑家龀鱿鄳?yīng)的改造。”谷增云認(rèn)為,由于當(dāng)前的100G產(chǎn)品大多采用10G捆綁技術(shù),因此在部署時要考慮平滑的過渡方式,捆綁技術(shù)的支持能力至少應(yīng)在16個10G鏈路,并且擁有基于數(shù)據(jù)流的負(fù)載均衡能力和靈活性。另外,由于100G平臺大多都部署在網(wǎng)絡(luò)的核心,相關(guān)產(chǎn)品的可靠性設(shè)計、在線軟件升級能力(ISSU)、無中斷路有能力(ISSU)、MPLS、xslow等技術(shù)的支持也至關(guān)重要。
“100G網(wǎng)絡(luò)的部署不是簡單的替換。”卓林認(rèn)為,“伴隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和體系的調(diào)整,部署100G網(wǎng)絡(luò)是一個逐步升級的過程。”例如在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中,首先需要完成千兆到桌面,更好地滿足終端的接入需求,然后再進行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,比如三層到桌面,縮小2層廣播域的范圍,消除生成樹對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響等。而層次扁平化,簡化整體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),則有利于提高網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)性能和便于維護。Goergen則認(rèn)為用戶所關(guān)心的地方和1G升級到10G網(wǎng)絡(luò)相類似,只是具體的選擇不同而已。比如采用什么樣的線纜,大量萬兆光纖和銅纜的布線需求,從前數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)問題,供電和制冷問題等。100G在速率上提高了一個檔次,對整個所有設(shè)備的供電和制冷需求都會發(fā)生變化。
趙曉軒提醒用戶,如果在真正部署應(yīng)用時,發(fā)現(xiàn)端口怎么也跑不滿,可能就是因為背板不是基于100G而設(shè)計的。另外,在實際應(yīng)用過程中要注意充分考慮重載應(yīng)用,防范端口擁塞而導(dǎo)致丟包,繼而出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不斷接受重傳報文的現(xiàn)象,使得網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和效率大大降低,最終無法負(fù)荷。這些都有可能是用戶在實際部署100G產(chǎn)品過程中可能遭遇的陷阱。