在逐級(jí)收斂的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，為了處理多種通信負(fù)載和快速增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量，用戶(hù)必須對(duì)各種高度專(zhuān)業(yè)化的處理器和不同軟件編程模型進(jìn)行整合，而這個(gè)過(guò)程不僅極其復(fù)雜并且昂貴，因此通過(guò)通用平臺(tái)來(lái)重新設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施成為一種可能。

這個(gè)變革不僅發(fā)生在電信級(jí)市場(chǎng)，也同樣適用了企業(yè)級(jí)和數(shù)據(jù)中心，甚至是園區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)中，因?yàn)樗麄兌济媾R著我們這個(gè)時(shí)代最大的技術(shù)挑戰(zhàn)，即構(gòu)建全球無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施以應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)的IP流量。

在本篇文章中，我們將會(huì)詳細(xì)介紹在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)中引入通用計(jì)算平臺(tái)的可行性和必要性，特別是在SDN和OpenFlow這樣革命性理念受到廣泛認(rèn)可的今天。

靈活性成必須

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)。無(wú)論是傳統(tǒng)的逐級(jí)收斂的IP網(wǎng)絡(luò)還是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與控制相分離的SDN網(wǎng)絡(luò)，都需要新的支持協(xié)議、應(yīng)用支持并不斷增強(qiáng)安全性。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)不斷演進(jìn)，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。

首先，這大大提高了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的進(jìn)入門(mén)檻，設(shè)備制造商不但要能夠解決高密度/大容量/無(wú)阻塞這樣的硬件問(wèn)題，還要能夠通過(guò)軟件來(lái)賦予其靈活性和可升級(jí)，業(yè)界能夠同時(shí)做到的企業(yè)較少;其次，這大大增加了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和成本，因?yàn)檎驹谧罱K用戶(hù)的角度來(lái)看，流量是在迅速增長(zhǎng)的，但現(xiàn)網(wǎng)中部署的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品可能很難滿(mǎn)足未來(lái)幾年的需求，歷史投資是難以得到保護(hù)的。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，英特爾在基于FlexPipe技術(shù)上的數(shù)據(jù)包處理引擎中加入創(chuàng)新的可升級(jí)微碼支持。微碼支持可讓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(hù)提供豐富的靈活特性，從而適應(yīng)市場(chǎng)上多變的需求。客戶(hù)可以在行業(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(hù)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(hù)參考設(shè)計(jì) Seacliff Trail (SCT) 也支持內(nèi)建的靈活性, 以滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)對(duì)于交換機(jī)靈活性的需求。

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(mǎn)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

契合SDN時(shí)代的新需求

作為網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的破壞性創(chuàng)新技術(shù)，SDN在2012年開(kāi)始備受追捧，在今年更是成為市場(chǎng)上一道綺麗的風(fēng)景。

SDN的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，在擁有了自由移動(dòng)的SDN網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)工程師將能夠通過(guò)快速且高水平地查看網(wǎng)絡(luò)的所有區(qū)域以及修改網(wǎng)絡(luò)來(lái)改變規(guī)則;這種自由和控制還能為用戶(hù)的系統(tǒng)帶來(lái)更好的安全性。同時(shí)，SDN具有快速對(duì)網(wǎng)絡(luò)作出調(diào)整的能力，使管理人員能夠以更安全的方式來(lái)執(zhí)行流量整形和數(shù)據(jù)包QoS。

不過(guò)作為一種創(chuàng)新的新技術(shù)，SDN同樣面臨自己的問(wèn)題。例如，大多數(shù)軟件定義網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題主要圍繞控制器本身。控制器可以被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)的“大腦”，它允許來(lái)自每個(gè)系統(tǒng)的控制平面得到集中管理。但這對(duì)于安全管理人員而言，就需要不惜一切代價(jià)來(lái)保護(hù)控制器。

另一挑戰(zhàn)則來(lái)自SDN實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性。SDN其他主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可編程性，通過(guò)可編程性，工程師可以在一個(gè)底層物理基礎(chǔ)設(shè)施上加速多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，然后使用SDN控制器來(lái)分別為每個(gè)網(wǎng)段實(shí)現(xiàn)QoS，這將為虛擬化和云網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)更大的靈活性。

問(wèn)題隨之而來(lái)：為了引入可編程性，使用復(fù)雜的且可能讓網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的代碼值得嗎?這完全取決于企業(yè)對(duì)這種可編程性的需要程度。對(duì)于云供應(yīng)商而言，他們迫切地需要用于互聯(lián)數(shù)據(jù)中心的可編程的虛擬網(wǎng)絡(luò)。

在軟件定義的網(wǎng)絡(luò)(SDN)環(huán)境下，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。控制器依然是集中管理的，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。