100G高端交换机还是比较常用的,于是我研究了一下小心在购买100G高端交换机的那些“陷阱”,在这里拿出来和大家分享一下,希望对大家有用。博科公司在收购Foundry后也加入到100G高端交换机俱乐部当中。
该公司高级技术顾问谷增云将100G高端交换机平台分为两个阶段:***阶段是单板至少支持10个线速10G,要实现高于10G的带宽就需要进行N×10G的捆绑;第二阶段就是单板支持一个或多个100G。“要达到这个目标,首先要提高设备的交换容量,包括整机的交换容量和单板的交换容量。”
谷增云介绍说,“以往主流的千兆/万兆系列交换机,整机的交换容量在720Gbps~1.4Tbps之间,单板***交换容量为40Gbps,因此要单板支持无阻塞的100G以太网接口,就需要整机的交换容量至少扩大2.5倍,单槽位的交换容量相应也要提高2.5倍以上。如此高的传输速率,就需要对光接口、物理层和MAC层、包处理器以及流量管理和调度部分、交换机的背板、交换矩阵进行重新设计。”
具体来说,对于100G的光接口部分,需要考虑色散补偿和极化色散。在物理层和MAC层部分,可以考虑保持802.3的帧格式以及对***最小包长的定义,另外还要能够对单一的100G信号进行处理以及进行CRC校验。包处理以及流量管理和调度部分,则需要考虑对内存的访问带宽、速度、耗电量以及多个循环的包处理能力,这就需要提高内存的访问频率以及增加芯片的数量。对于100G高端交换机的背板,博科采用高速的serdes背板信号技术以及第四代clos交换矩阵技术满足100G以太网的要求。而各个关键部分都需要更为先进的半导体技术,一个100G接口需要150Mpps的包处理能力,如此快的处理速度对芯片的耗电量和成本都是一个很大的挑战,要克服上述两个问题使用65nm工艺相对较困难,而45nm工艺水平在2010年左右达到成熟,提高更高的芯片之间的传输速率和内存的访问带宽以及降低耗电量。
用户选择之道
线速•容量•板卡
正是基于这些实现100G的关键因素和相关技术,即便最终的802.3ba标准尚未出台,网络设备厂商们也可以推出“准100G”产品满足部分高端用户的需求。那么,在等待标准通过的特殊时期内,对于计划采用100G技术的用户来说,也需要注意抓住关键要素慎重选择。
“在选择100G网络平台产品时,主要考虑2006年以后设计的新一代高端产品,任何2006年以前发布的产品都不是100G平台。”谷增云给出了一个具体的时间段,“在当前阶段,100G接口的标准也还没有***确定,光接口、半导体工艺水平都没有就绪,所谓的100G平台都是交换矩阵、背板带宽这些交换机的基本单元支持100G,而没有真正成熟的100G接口。当前整个单板是否真正支持10个线速的10Gbps或者100个线速的1Gbps,是验证是否真正100G平台的唯一方法。”
卓林也认为,目前的100G高端交换机只能说是具备了支持100G的条件,并没有实际的100G端口。“用户需要搞清楚,目前购买或者要购买的100G高端交换机是不是100G ready。”卓林解释道,“所谓ready就是在真正的100G端口板卡出来之后,用户不用更换任何100G高端交换机硬件,就可以安装和使用100G端口板卡。目前市场上有很多号称支持100G的核心交换机,在实际使用100G端口时可能还需要更换交换矩阵等部件。”
另外,卓林还特别提到新增的100G高速接口需要消耗的资源问题,包括电源功耗、照明和空间等诸多因素。用户需要综合考虑在同等容量和性能的前提下,部署100G高端交换机消耗的资源量有多少,以及未来运行和维护的成本等。
赵晓轩则给出了用户在选择产品时要特别注意的几个具体要素:首先是看是否支持线速的40G/100G端口,这关系到最终标准推出后能否实现40G/100G跨板转发不丢包的承诺。其次,是看该设备是否可以动态扩展容量,不仅仅是板卡的扩容而且包括机柜的扩容;另外还要注意是否有精细化的QoS控制和调度,以及200ms缓存,进而***化利用端口带宽,提升网络效率。基于100G技术的数据中心级交换机要融合高端路由器思想,将相关技术移植到100G高端交换机上。
Goergen的回答颇为实际,他认为帮助用户区分真正支持100G的产品牵扯到太多技术细节层面,需要用户在设计一个网络的时候与设备厂商进行深入沟通,从各个层面不同维度了解技术本身,认真寻找实现100G的核心技术要素是如何实现的,看背板传输速率如何解决,包处理速度怎样,包处理芯片的内存怎样,供电和制冷问题等,要看到清晰的解决方案,至少是对几个核心要素有清晰的计划,由此才能知道购买该设备的风险是怎样的。
实际部署要义
改造•选择•陷阱
做出正确的设备选择并不意味着网络建设的的成功,对于100Gbps的高速率传输环境来说,用户在实际部署时要做的工作还有不少。正如李博所说,“100G的真正应用不光需要相关设备的生产,还要定义网络基础设施传输的要求,很多方面都要做出相应的改造。”谷增云认为,由于当前的100G产品大多采用10G捆绑技术,因此在部署时要考虑平滑的过渡方式,捆绑技术的支持能力至少应在16个10G链路,并且拥有基于数据流的负载均衡能力和灵活性。另外,由于100G平台大多都部署在网络的核心,相关产品的可靠性设计、在线软件升级能力(ISSU)、无中断路有能力(ISSU)、MPLS、xslow等技术的支持也至关重要。
“100G网络的部署不是简单的替换。”卓林认为,“伴随着网络结构的优化和体系的调整,部署100G网络是一个逐步升级的过程。”例如在园区网络中,首先需要完成千兆到桌面,更好地满足终端的接入需求,然后再进行网络结构的优化,比如三层到桌面,缩小2层广播域的范围,消除生成树对网络可靠性的影响等。而层次扁平化,简化整体的网络结构,则有利于提高网络的转发性能和便于维护。Goergen则认为用户所关心的地方和1G升级到10G网络相类似,只是具体的选择不同而已。比如采用什么样的线缆,大量万兆光纤和铜缆的布线需求,从前数据中心的结构问题,供电和制冷问题等。100G在速率上提高了一个档次,对整个所有设备的供电和制冷需求都会发生变化。
赵晓轩提醒用户,如果在真正部署应用时,发现端口怎么也跑不满,可能就是因为背板不是基于100G而设计的。另外,在实际应用过程中要注意充分考虑重载应用,防范端口拥塞而导致丢包,继而出现网络不断接受重传报文的现象,使得网络的吞吐量和效率大大降低,最终无法负荷。这些都有可能是用户在实际部署100G产品过程中可能遭遇的陷阱。