2006年開始出現(xiàn)云計(jì)算的概念，其熱度一直持續(xù)到今天，并有愈演愈烈之勢，幾乎所有企業(yè)IT業(yè)務(wù)都在向云計(jì)算演進(jìn)。在此期間，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更是以每年40%以上的速度增長，其中數(shù)據(jù)中心級(jí)的核心交換機(jī)可以說是整個(gè)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

數(shù)據(jù)中心核心交換機(jī)何以誕生?

數(shù)據(jù)中心級(jí)交換機(jī)之所以誕生，背后有著深刻的原因。根本的支撐就是整個(gè)IT業(yè)界的應(yīng)用模型發(fā)生了革命性的變化，從Client/Server的流量模型向Server/Server流量模型演進(jìn)，從單播為主的流量模型到Incast&多播流量的大量使用。同時(shí)伴隨著的是大量企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)IT化，企業(yè)客戶對(duì)IT的投資更加活躍，大規(guī)模服務(wù)器集群、虛擬化、Big Data等技術(shù)的成熟都對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更高的業(yè)務(wù)要求。我們可以發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求驅(qū)動(dòng)加上產(chǎn)品技術(shù)的成熟是數(shù)據(jù)中心核心交換機(jī)成功的關(guān)鍵。所以當(dāng)我們實(shí)現(xiàn)下一代的數(shù)據(jù)中心核心交換機(jī)時(shí)，也謹(jǐn)遵守這一規(guī)則。

數(shù)據(jù)中心級(jí)核心交換機(jī)的現(xiàn)狀

當(dāng)前條件下，主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的數(shù)據(jù)中心級(jí)核心交換機(jī)基本具備如下特點(diǎn)：

1)較高可擴(kuò)展性

2)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自身虛擬化能力

3)多業(yè)務(wù)支持和網(wǎng)絡(luò)融合

當(dāng)前數(shù)據(jù)中心級(jí)核心交換機(jī)的缺憾

盡管數(shù)據(jù)中心級(jí)的核心交換機(jī)在業(yè)務(wù)和技術(shù)上取得了不少的突破，但目前還存在不少的缺憾，主要包括：

1)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力有限

在設(shè)備的可擴(kuò)展性上，核心交換機(jī)滿足支撐未來5年乃至10年的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展需求的廠家?guī)缀鯖]有;究其根本原因就是設(shè)備架構(gòu)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)快速擴(kuò)張速度的不匹配。

服務(wù)器虛擬化后，對(duì)二層的數(shù)據(jù)交換產(chǎn)生了巨大的需求，但二層網(wǎng)絡(luò)由于天生的缺陷，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的可擴(kuò)展性非常有限。

一些傳統(tǒng)的二層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如STP等，只解決了二層網(wǎng)絡(luò)的破環(huán)，卻在如何做大二層網(wǎng)絡(luò)上并未涉及，在多個(gè)數(shù)據(jù)中心之間如何實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的二層互通，現(xiàn)在也沒有一個(gè)非常成熟的方案。所勞動(dòng)局分。

2)網(wǎng)絡(luò)虛擬化和應(yīng)用虛擬化的分離

應(yīng)用虛擬化以后，客戶的業(yè)務(wù)、應(yīng)用將變得更加靈活，調(diào)整起來會(huì)變得更加動(dòng)態(tài)、頻繁。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化如何跟隨業(yè)務(wù)、應(yīng)用的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)的適配，快速、自動(dòng)的進(jìn)行部署變更，也是一道很大的考題。

3)網(wǎng)絡(luò)行為開放有限

隨著客戶應(yīng)用環(huán)境的日益復(fù)雜，許多客戶都提出了網(wǎng)絡(luò)行為定制化的需求;因?yàn)槊總€(gè)客戶的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都有自己的特點(diǎn)，而廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備不能滿足所有客戶的特殊行為需求，所以業(yè)界出現(xiàn)了通過一個(gè)開放式標(biāo)準(zhǔn)接口來控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備行為的思潮。

于是Openflow/OpenStack/SDN 等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生;盡管目前這些技術(shù)現(xiàn)在還比較稚嫩，和設(shè)備的適配上也不完美，但誰也不能斷言將來這種將網(wǎng)絡(luò)控制的細(xì)節(jié)充分開放給外部應(yīng)用的架構(gòu)就一定走不通。

不管最終采用了什么技術(shù)：控制和轉(zhuǎn)發(fā)完全分離、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接提供API接口、開放式平臺(tái)提供中間件……定制客戶化的網(wǎng)絡(luò)行為這一業(yè)務(wù)需求是不可忽略的。

4)“數(shù)據(jù)中心”和“園區(qū)網(wǎng)”核心的重復(fù)投資

兩套核心設(shè)備固然能解決安全性問題，但勢必帶來物理設(shè)備雙份投資，同時(shí)管理和維護(hù)成本也會(huì)相應(yīng)提高。

從客戶的角度來看，使用同一硬件平臺(tái)來支持?jǐn)?shù)據(jù)中心和園區(qū)網(wǎng)能獲得統(tǒng)一的管理、雙核心物理耦合(通過虛擬交換機(jī)來實(shí)現(xiàn))、便捷的部署、運(yùn)維等優(yōu)點(diǎn)

所以從技術(shù)角度看，數(shù)據(jù)中心和園區(qū)網(wǎng)共用核心交換機(jī)是大勢所趨。

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5)極高的電力成本

比較一下歷代核心交換機(jī)的功耗，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)在最近幾代設(shè)備的電力消耗越來越大。如果客戶把這些新型的交換機(jī)安裝在傳統(tǒng)供電設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房，那么供電就是個(gè)大問題，而且溫度越高、對(duì)設(shè)備可靠性的沖擊就越大。

原因很簡單：集成電路的集成度雖然提高了，但為了匹配更高的處理性能、更復(fù)雜的業(yè)務(wù)，只能讓更復(fù)雜、更高頻率的芯片去處理，能耗也會(huì)隨之而升高。

所以，把數(shù)據(jù)中心級(jí)核心交換機(jī)的功耗降下來，也是一個(gè)非常重要的課題，它有助于我們提高設(shè)備的可靠性，節(jié)約地球上日益緊張的能源，降低對(duì)設(shè)備機(jī)房的安裝要求。

1)彈性：更強(qiáng)的可擴(kuò)展能力

2012年，業(yè)界第一流的數(shù)據(jù)中心級(jí)核心交換機(jī)每槽位交換容量大約是480G/slot;原因是前面板的容量正好可以支持48×10GE;如果我們希望這個(gè)產(chǎn)品能有5到10年以上的生命周期，那么至少要能支持8倍的帶寬升級(jí)，即4T/slot以上。

針對(duì)大二層的業(yè)務(wù)，一方面會(huì)支持TRILL等標(biāo)準(zhǔn)的二層協(xié)議，另一方面，也會(huì)把基于TRILL的L2網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)的L3 IP網(wǎng)絡(luò)做無縫對(duì)接，給客戶帶來更大范圍內(nèi)的自由度。

2)虛擬化：應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的緊耦合

通過在服務(wù)器網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的帶內(nèi)協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)快速、大批量的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)變化感知，并在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層面做出一定的響應(yīng)，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

有時(shí)候網(wǎng)絡(luò)為了適配虛擬業(yè)務(wù)的變化，需要做出大規(guī)模的調(diào)整，甚至涉及多個(gè)數(shù)據(jù)中心，包括負(fù)載均衡設(shè)備、廣域網(wǎng)路由器等等。

所以，在支持帶內(nèi)協(xié)議的同時(shí)也關(guān)注通過帶外的業(yè)務(wù)網(wǎng)管接口，驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化對(duì)應(yīng)用變化的緊耦合，通過復(fù)合型的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)端到端的虛擬化適配。

3)開放：支持和完善客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)定制化的需求

對(duì)Openflow/OpenStack/SDN等技術(shù)持積極的態(tài)度，投入大量研發(fā)資源對(duì)這些控制協(xié)議進(jìn)行完善、實(shí)踐、補(bǔ)充。

同時(shí)也提供開放式業(yè)務(wù)平臺(tái)，可以通過API或者中間件的方式，來補(bǔ)充現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的不足。使得客戶可以有一個(gè)快速落地的業(yè)務(wù)平臺(tái)，盡早地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的定制能力。

4)資源共享：“數(shù)據(jù)中心”和“園區(qū)網(wǎng)”共用核心

支持虛擬交換機(jī)技術(shù)，將一臺(tái)物理設(shè)備虛擬成8臺(tái) (可升級(jí)到16臺(tái))獨(dú)立的邏輯設(shè)備，其卓越的轉(zhuǎn)發(fā)性能，可以給客戶提供一個(gè)“數(shù)據(jù)中心”和“園區(qū)網(wǎng)”二合一的業(yè)務(wù)平臺(tái)。

核心節(jié)點(diǎn)的物理耦合可以幫助用戶節(jié)省設(shè)備投資，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理、便捷的部署和運(yùn)維，從而在CAPEX & OPEX上幫助客戶節(jié)省下不必要的開銷。

5)綠色節(jié)能：創(chuàng)新節(jié)能打造綠色數(shù)據(jù)中心

新一代的交換機(jī)選用綠色的ASIC處理芯片和收發(fā)器，采用業(yè)界最高效的數(shù)字電源模塊，各主要部件根據(jù)業(yè)務(wù)流量負(fù)載變化按需調(diào)整能耗，從而使得單位速率的功耗更低。

維持一個(gè)較長的產(chǎn)品生命周期，這是綠色節(jié)能命題中最為核心的訴求。因?yàn)閺U棄一個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備所帶來的碳排放量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于每年花費(fèi)在電力上的成本。設(shè)計(jì)的新一代數(shù)據(jù)中心級(jí)核心交換機(jī)至少保留了8倍以上的交換容量擴(kuò)容的可能，這樣足夠支撐用戶5到10年以上的使用周期，從而保證大量的資源不被浪費(fèi)，保護(hù)用戶的投資。