硬件交換分流:開創(chuàng)ADC的七層交付里程碑
為了在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備這塊大熱地盤里開疆拓土,Intel在嵌入式平臺領(lǐng)域已經(jīng)持續(xù)發(fā)力了好一段時間。目前,它在該領(lǐng)域內(nèi)***端的盒式平臺是E5雙路CPU平臺,在實驗室測試環(huán)境中***可跑到80G的網(wǎng)絡(luò)吞吐——這已然達(dá)到了單一硬件平臺的計算能力頂峰,并且短期內(nèi)很難有本質(zhì)性的提升。
這時候,如果還想進(jìn)一步提升處理性能,那么,就該輪到硬件分流機(jī)制粉墨登場了。
何謂“硬件分流”?
硬件分流機(jī)制是為了進(jìn)一步引入交換架構(gòu)、實現(xiàn)多硬件平臺的分布式堆疊處理而生。當(dāng)然,能順帶節(jié)省出一點點兒軟件分流的計算資源,也是樂事一樁。
如此一來,ADC設(shè)備的性能擴(kuò)展就可以是現(xiàn)有***端盒式設(shè)備的線性倍數(shù)關(guān)系,再配合機(jī)架式可擴(kuò)展業(yè)務(wù)板硬件設(shè)計,那么實現(xiàn)ADC設(shè)備的性能n倍增、實現(xiàn)真正計算資源隨意在線擴(kuò)展也是指日可待之事。
硬件交換分流架構(gòu)
所謂硬件分流是指,數(shù)據(jù)包進(jìn)入CPU處理之前先經(jīng)過硬件交換芯片的分流處理。就像地鐵口進(jìn)站需要排隊一樣,利用交換芯片的trunk分流機(jī)制,所有數(shù)據(jù)包在進(jìn)入設(shè)備的時候都會經(jīng)過hash計算,交換芯片再根據(jù)數(shù)據(jù)包計算出的hash值將該數(shù)據(jù)包分配給各個業(yè)務(wù)板——具備相同hash值的數(shù)據(jù)流自然會被分配到同一塊業(yè)務(wù)板中去。 現(xiàn)在,暫停一下,一個需要我們注意的例外流程——流關(guān)聯(lián)——出現(xiàn)了。
什么是流關(guān)聯(lián)?
在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流,會在某些情況下衍生出關(guān)聯(lián)關(guān)系,即兩條具有親和性的數(shù)據(jù)流需要在同一塊業(yè)務(wù)板上進(jìn)行處理。這個時候交換芯片硬件分流有可能會掉鏈子,就需要業(yè)務(wù)板上的軟件對數(shù)據(jù)包進(jìn)行二次分流。因為業(yè)務(wù)板都是連接在同一個交換系統(tǒng)上,所以這個二次分流就非常方便了——只需要將數(shù)據(jù)報文打上適當(dāng)?shù)膙lan標(biāo)簽發(fā)給交換芯片,交換芯片就能夠正確地將數(shù)據(jù)報文發(fā)送到正確的業(yè)務(wù)板上。
T1和F5 viprion機(jī)架式設(shè)備的對比
T1的硬件交換式架構(gòu)產(chǎn)品與F5的viprion系列機(jī)架式產(chǎn)品都是利用外部硬件交換系統(tǒng)實現(xiàn)分流,以實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)計算能力的堆疊的。
但是,此硬件架構(gòu)非彼硬件架構(gòu),T-Force V系列在這方面與F5的Viprion還是有著很大差別:
不難看出,上圖的交換系統(tǒng)容量是擴(kuò)展式的,并沒有交換板的概念,交換系統(tǒng)分布在各個業(yè)務(wù)板上。
由于沒有統(tǒng)一的交換網(wǎng)絡(luò),所以在背板設(shè)計上兩兩業(yè)務(wù)槽位之間都要做全速率的連接,這就是所謂的Full-mesh架構(gòu)。這是一種比較少應(yīng)用的架構(gòu),因為其設(shè)計復(fù)雜度非常高,存在工藝瓶頸,所以以F5的160G業(yè)務(wù)板為例,目前背板***水平工藝也就只能支撐4個槽位。
T-Force V系列
T-Force V硬件交換采用星型架構(gòu),也就是統(tǒng)一交換節(jié)點,只需要增加中心交換節(jié)點的交換容量,就可以很方便地擴(kuò)展更多的業(yè)務(wù)板,堆疊更多的計算資源。這種雙交換架構(gòu)也是太一星晨研發(fā)的***思路。
在這個系統(tǒng)中,交換板擴(kuò)展為2塊,用4片640G交換芯片并行連接可以擴(kuò)展出10個120G業(yè)務(wù)槽位??偟臉I(yè)務(wù)吞吐能力為1.2T,成為業(yè)內(nèi)首款T級別應(yīng)用交付產(chǎn)品,遠(yuǎn)超F(xiàn)5 Viprion系列。
無創(chuàng)新不發(fā)展,在這個神話頻出的技術(shù)領(lǐng)域里,T-Force開創(chuàng)了7層交付的里程碑,相信在不久的將來,它會帶給我們更多開疆拓土的驚喜。