扁平化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)沖擊波
今天的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò),對(duì)于企業(yè)而言正在經(jīng)歷從分散到集中,從封閉到開(kāi)放,從靜態(tài)到動(dòng)態(tài),從物理到虛擬,從異構(gòu)到互通的重大變革期,而這個(gè)過(guò)程并不是可以一蹴而就的。企業(yè)需要不斷的面對(duì)IT系統(tǒng)日益復(fù)雜、設(shè)備數(shù)量日益增多、整合的應(yīng)用越來(lái)越多等等所帶來(lái)的諸多問(wèn)題。而對(duì)于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案的提供者而言,在感受著企業(yè)所面臨的諸多挑戰(zhàn)和沖擊的同時(shí),也在積極的幫助企業(yè)找到整合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)架構(gòu),進(jìn)行扁平化網(wǎng)絡(luò)的最佳方法。而這種趨勢(shì)在2011年上半年像一股強(qiáng)大的沖擊波席卷了在2010年還相對(duì)平靜的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng),我們不斷看到創(chuàng)新的架構(gòu),全新的解決方案和產(chǎn)品出現(xiàn),扁平化成為諸多網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商說(shuō)服企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)變革的殺手锏。如果說(shuō)融合數(shù)據(jù)中心,數(shù)據(jù)中心扁平化,這些名詞在多年前還只是愿景,而如今相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)呈現(xiàn)出了“百花齊放”的態(tài)勢(shì)。在用戶需求的推動(dòng)下,幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商都在覬覦著這片市場(chǎng)。
聚焦TRILL 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)百花齊放
數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中原有三層:核心層,匯聚層和接入層,萬(wàn)兆及以上的以太網(wǎng)交換機(jī)有較高的無(wú)阻塞吞吐量,允許用戶把服務(wù)器機(jī)架和柜頂式交換機(jī)直接連接到核心網(wǎng)絡(luò),從而不再需要匯聚層。再者,服務(wù)器虛擬化由于切斷了應(yīng)用和操作系統(tǒng)與物理硬件的直接聯(lián)系,從而可以把更多的應(yīng)用負(fù)荷加載到較少的服務(wù)器上。這就為減少網(wǎng)絡(luò)層次提出了新的需求。這就是為什么傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)一直運(yùn)行良好,但在今天面臨服務(wù)器整合、虛擬機(jī)時(shí)則顯得有些過(guò)時(shí)的原因。其中被IETF標(biāo)準(zhǔn)組織和廠商擁護(hù)的核心技術(shù)就是TRILL(多鏈接半透明互聯(lián))被無(wú)限擴(kuò)大的出現(xiàn)在企業(yè)的面前。
Transparent Interconnection of Lots of Links簡(jiǎn)稱TRILL,屬于2層標(biāo)準(zhǔn),其主要作用是整合了網(wǎng)橋和路由器的優(yōu)點(diǎn),將鏈路狀態(tài)路由技術(shù)應(yīng)用在二層,以克服生成樹(shù)協(xié)議(STP)在規(guī)模上和拓?fù)渲鼐鄯矫娲嬖诘牟蛔悖硗馓岣邔?duì)單播和多播在多路方面(Multi-Pathing)的支持,并降低延遲。
眾所周知,思科憑借數(shù)據(jù)中心的整體優(yōu)勢(shì)和Nexus系列在以太網(wǎng)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的持續(xù)發(fā)力,在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟。2010年思科推出了FabricPath,它是思科Nexus交換機(jī)上的一項(xiàng)特性,能夠?qū)崿F(xiàn)二層多路徑數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),以打破傳統(tǒng)STP生成樹(shù)協(xié)議的瓶頸,簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和成本。目前FabricPath已經(jīng)被應(yīng)用于Nexus7000和Nexus5000系列交換機(jī)的多款產(chǎn)品中,而且能夠與還未發(fā)布的TRILL標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。例如2011年4月思科發(fā)布的Nexus 5548UP、Nexus 5596UP萬(wàn)兆以太網(wǎng)交換機(jī)帶來(lái)配置的簡(jiǎn)化和提供最大化靈活性的同時(shí),支持二、三層交換、為IEEE 802.1Qbh標(biāo)準(zhǔn)提供支持、并具備FabricPath就緒功能。
思科FabricPath提供了一種構(gòu)建扁平化、多路徑數(shù)據(jù)中心交換網(wǎng)絡(luò)的方法。
除了剛剛發(fā)布的Nexus 5500系列產(chǎn)品已經(jīng)具備了FabricPath功能,再加上Nexus7000之外,目前尚不能將FabricPath延伸到其它思科交換機(jī)上,當(dāng)然其它廠家的產(chǎn)品也不在此序列中。對(duì)產(chǎn)品數(shù)量的支持有限和價(jià)格問(wèn)題,使得選擇思科作為扁平化網(wǎng)絡(luò)的最佳方法,存在了太多的變數(shù)。
而在同年,瞻博網(wǎng)絡(luò)在其層云計(jì)劃宣布一年之后,正式推出了3-2-1扁平化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的策略,并將最終愿景定位在一層。當(dāng)我們還在慨嘆思科與瞻博網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)咬的如此之緊的時(shí)候,2011年的2月瞻博網(wǎng)絡(luò)推出了全新的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)QFabric,新的架構(gòu)從邏輯上創(chuàng)建了一個(gè)單一的數(shù)據(jù)中心交換機(jī),目前EX4200、EX4500、EX8200交換機(jī)的虛擬機(jī)箱技術(shù)(virtual chassis)都已支持Qfabric架構(gòu)。虛擬機(jī)箱技術(shù)可以將多個(gè)相連的交換機(jī)當(dāng)做一個(gè)邏輯設(shè)備進(jìn)行管理。此外QFabric支持匯聚的I/O流量,讓企業(yè)在同一網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)執(zhí)行光纖通道,以太網(wǎng)和FCoE。QFX3500作為QFabric家族中的首個(gè)產(chǎn)品,具有FCoE及光纖通道網(wǎng)關(guān)功能,QFX3500還可以作為一個(gè)獨(dú)立的64端口10G以太網(wǎng)交換機(jī)來(lái)運(yùn)行。瞻博網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為它所倡導(dǎo)的虛擬機(jī)箱技術(shù)可實(shí)現(xiàn)TRILL標(biāo)準(zhǔn)同樣的目標(biāo)。
使用瞻博網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)布的交換機(jī)和虛擬機(jī)箱技術(shù),可以構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)化的、高性能的二層網(wǎng)絡(luò),最后的1層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)QFabric目前仍然是理想狀態(tài)。
QFabric所定義的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),一經(jīng)推出即給業(yè)界帶來(lái)了巨大的反響,據(jù)業(yè)界揣測(cè),思科面對(duì)QFabric也在反思FabricPath所存在的不足,或會(huì)對(duì)其進(jìn)行升級(jí)。但對(duì)TRILL標(biāo)準(zhǔn)并不感冒的QFabric目前仍然是完全私有的架構(gòu),仍然處于路線圖的階段。#p#
根據(jù)Forrester分析師的說(shuō)法,QFabric所聲稱的性能提升使得瞻博網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品超越了思科產(chǎn)品的性能,并提到在數(shù)據(jù)中心光纖網(wǎng)絡(luò)方面,只有博科是Juniper最為接近的對(duì)手。對(duì)于扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),博科在去年發(fā)布的Virtual Cluster Switching (簡(jiǎn)稱VCS,虛擬集群交換)技術(shù)也采用二層組網(wǎng)的方式,VCS本身是多路徑的,并具有彈性,有效減少網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)STP的需求。作為扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所必須的技術(shù),VCS的關(guān)鍵技術(shù)之一就是TRILL。2010年11月,博科基于VCS技術(shù)的首款產(chǎn)品VDX 6720交換機(jī)問(wèn)世,將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的匯聚層和接入層扁平化,邏輯上可看做單獨(dú)的交換機(jī)。另外,VDX 6720還可充當(dāng)傳統(tǒng)交換機(jī)對(duì)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行支撐,或者執(zhí)行以太網(wǎng)與FCoE的融合。2011年5月,博科發(fā)布了符合Brocade One統(tǒng)一戰(zhàn)略的虛擬企業(yè)愿景CloudPlex架構(gòu),以開(kāi)放可擴(kuò)展的框架讓數(shù)據(jù)中心加速向云架構(gòu)過(guò)渡,而VCS成為了以太網(wǎng)架構(gòu)和光纖通道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)組件,幫助企業(yè)扁平、快速而簡(jiǎn)單的擴(kuò)展至高度虛擬化的IT環(huán)境。
博科的虛擬集群交換技術(shù)是通過(guò)壓縮接入層和匯聚層來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化的,該技術(shù)科支持無(wú)損以太網(wǎng)交換和多跳存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
很顯然,博科在收購(gòu)Foundary之前就將自身戰(zhàn)略目標(biāo)延伸到了以太網(wǎng),博科并不滿足于只有FC SAN。在Brocade One統(tǒng)一戰(zhàn)略下,博科緊鑼密鼓的推出了VCS,VDX 6720,CloudPlex架構(gòu)。作為IETF會(huì)員,博科一直強(qiáng)調(diào)對(duì)TRILL標(biāo)準(zhǔn)的支持,但據(jù)筆者了解不論是思科還是博科似乎都沒(méi)有興趣同時(shí)支持自己專有的TRILL和標(biāo)準(zhǔn)TRILL,當(dāng)然也不包括自行其道的瞻博網(wǎng)絡(luò)。博科目前的TRILL實(shí)施使用光纖最短路徑優(yōu)先(FSPF),而沒(méi)有向帶L2擴(kuò)展的IS-IS靠攏。不過(guò)可以預(yù)見(jiàn)的是,在TRILL標(biāo)準(zhǔn)正式確定之前,即便是標(biāo)準(zhǔn)確定,企業(yè)同樣將面臨運(yùn)行多廠商環(huán)境的TRILL定位問(wèn)題。
同樣在2010年也是H3C在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)急行軍的一年,在S12500敲開(kāi)諸多高端行業(yè)用戶的門(mén)之后,H3C基于統(tǒng)一交換架構(gòu)的簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的愿景也逐漸顯山露水。最核心的技術(shù)就是H3C自主研發(fā)的IRF(Intelligent Resilient Framework,智能彈性架構(gòu)),目前的版本是IRF2,交換機(jī)虛擬化技術(shù)(IRF)是將多臺(tái)交換機(jī)連接起來(lái)形成一臺(tái)虛擬的邏輯設(shè)備。用戶對(duì)這臺(tái)虛擬設(shè)備進(jìn)行管理,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有成員設(shè)備的管理。由于虛擬交換機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)被當(dāng)作為一臺(tái)設(shè)備,因此不同物理設(shè)備的端口可以被捆綁在一起被當(dāng)作一個(gè)邏輯端口,在配置與組網(wǎng)上也完全相同于單臺(tái)設(shè)備的端口聚合功能,這種特性被稱為“跨設(shè)備鏈路聚合”。對(duì)于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器接入層來(lái)說(shuō),通常使用兩臺(tái)接入交換機(jī)對(duì)同類業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行接入,以滿足服務(wù)器雙網(wǎng)卡的上行要求,這種拓?fù)渫ǔ2捎贸蒝LAN跨匯聚的配置,并使STP避免二層環(huán)路。當(dāng)使用交換機(jī)虛擬化進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化時(shí),對(duì)網(wǎng)絡(luò)匯聚層的虛擬化整合是必要的,因?yàn)檫@是消除STP的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)層。2011年2月,H3C發(fā)布的S10500系列新一代核心交換機(jī)中,通過(guò)IRF2技術(shù)將4臺(tái)獨(dú)立的核心交換機(jī)虛擬化為1臺(tái)統(tǒng)一的邏輯設(shè)備。之前發(fā)布的S12500系列核心路由交換機(jī)同樣運(yùn)用IRF2設(shè)計(jì),將多臺(tái)高端設(shè)備虛擬化為一臺(tái)邏輯設(shè)備。
H3C采用IRF來(lái)取代STP生成樹(shù)協(xié)議,如圖是H3C簡(jiǎn)化傳統(tǒng)3層網(wǎng)絡(luò)的方法。
思科為了解決生成樹(shù)和數(shù)據(jù)中心平滑擴(kuò)展問(wèn)題,思科之前選擇通過(guò)VSS技術(shù)來(lái)解決,這與H3C IRF的以虛擬化加端口聚合技術(shù)組網(wǎng)的思路相同,業(yè)界也在質(zhì)疑VSS可以解決二層的STP問(wèn)題,思科還有必要研發(fā)FabricPath嗎?但思科確實(shí)這么做了,而H3C沒(méi)有,所以到目前為止,我們還沒(méi)有看到H3C針對(duì)TRILL標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的自身技術(shù)架構(gòu)理念,但這似乎并不影響H3C在扁平化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的前進(jìn)步伐。#p#
迎接TRILL 用辯證的思路謹(jǐn)慎對(duì)待
TRILL標(biāo)準(zhǔn)有望在2011年的晚些時(shí)候被確定,在其真正來(lái)到之前,企業(yè)還有很多的時(shí)間繼續(xù)觀察和審視。
雖然數(shù)據(jù)中心目前的一層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概念仍然只是一個(gè)承諾,但是我們的確逐漸看到了扁平二層網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值。對(duì)于企業(yè)而言,目前面臨著這樣一個(gè)問(wèn)題:堅(jiān)持使用三層還是扁平化網(wǎng)絡(luò),這是需要經(jīng)過(guò)慎重考慮的。比如TRILL標(biāo)準(zhǔn)是否是萬(wàn)能良藥,選擇扁平化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)還需要什么?
雖然TRILL是設(shè)計(jì)來(lái)改進(jìn)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)廣泛使用的STP協(xié)議的。確實(shí)相對(duì)于STP網(wǎng)絡(luò),TRILL提高了二層協(xié)議的傳輸效率,實(shí)現(xiàn)了終端之間的多路徑使用,因此允許在網(wǎng)絡(luò)中更好地利用帶寬。然而,對(duì)于TRILL的使用,業(yè)界也產(chǎn)生了諸多的質(zhì)疑,比如是否是適合云計(jì)算數(shù)據(jù)中心間網(wǎng)絡(luò)連接的解決方案,安全性和故障隔離問(wèn)題,互操作性問(wèn)題等。
所以不論怎樣,企業(yè)需要考量TRILL標(biāo)準(zhǔn)所提供的方法,是否在解決目前數(shù)據(jù)中心所面臨問(wèn)題的同時(shí),是否會(huì)給企業(yè)帶來(lái)其他的衍生問(wèn)題。因?yàn)槠髽I(yè)需要一個(gè)既能夠降低復(fù)雜性,同時(shí)又能夠處理全部數(shù)據(jù)中心問(wèn)題的解決方案。換個(gè)說(shuō)法,也就是說(shuō),企業(yè)需要一個(gè)扁平的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),可以消除目前數(shù)據(jù)中心遺留問(wèn)題并提高業(yè)務(wù)敏捷性,使得企業(yè)在速度、規(guī)模、可靠性、可擴(kuò)展性、有效性、經(jīng)濟(jì)性等等諸多方面有所提升。所以企業(yè)需要用辯證的思路全面的,更具戰(zhàn)略前瞻性的視角對(duì)待TRILL。
最后,推動(dòng)企業(yè)向扁平化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)遷移,除了聚焦基于TRILL標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)之外,另外的因素還包括把存儲(chǔ)協(xié)議融合到以太網(wǎng)的統(tǒng)一交換架構(gòu)的遷移,這也需要一個(gè)適合兩層法的延遲極低的無(wú)損架構(gòu);還有,IEEE研究制定的VEPA和VN-Tagging標(biāo)準(zhǔn)的博弈,分別被稱為802.1qbg和802.1gbh。