模塊化網絡為數據中心升級帶來的成本優勢

Scliang 發布于2019-04-28 19:31 / 3289人閱讀

摘要：但是，開發這些交換矩陣的一刀切的方法，給數據中心運營者帶來了昂貴的成本。這種交換機可以將較慢速網絡接口的數據進行聚合，從而作為核心交換矩陣的前端。這表明了模塊化的方法真正能夠顯著提高現在和未來數據中心部署的效率。

數據中心使用率正在以指數級速度增長，它推動了對網絡基礎設施的大量投資，用于將虛擬化服務器連接到其需要承載的多種服務。為了支持虛擬化數據中心所需的服務器到服務器流量，網絡脊層（spine）通常會依靠大容量的40Gb／s和100Gb／s交換矩陣，總吞吐量現在達到了12．8Tb／s。但是，開發這些交換矩陣的“一刀切”的方法，給數據中心運營者帶來了昂貴的成本。他們需要找到合適的方法來對已安裝的各個存儲單元及服務器刀片上的接口和他們購買用來支持其網絡擴容計劃的交換機進行匹配。

機架式（ToR）交換機為匹配服務器設備和網絡基礎架構的需求提供了一種方法。這種交換機可以將較慢速網絡接口的數據進行聚合，從而作為核心交換矩陣的前端。但這樣的ToR交換機通常衍生自老一代的核心交換矩陣，其功能往往比實際的需要復雜得多。它們會執行一些不必要的交換，因此，當其主要用于將流量匯聚到12．8Tb／s的核心交換矩陣時，無法實現成本優勢。過高的費用不僅表現在硬件復雜性和對于額外網絡層維護上，還包括電源和空調功耗。比如每個ToR交換機單元內部需要五臺或更多臺風扇用于內部芯片的降溫。基于上述傳統ToR交換機缺陷，業界提出了另外一種能夠大幅降低電能和費用，同時提供更大的模塊化和靈活性的數據中心運營方法。

IEEE 802．1BR標準為克服傳統ToR交換機設計中的大功率和高成本問題提供了一種方法，該標準使得可以在核心網絡接口和多個與邊緣設備互聯的端口擴展器之間實現橋接。該標準其中的一個有吸引力的特性是能夠允許端口擴展器級聯，從而實現更大規模的模塊化網絡。因此，許多低速端口（1Gb／s或10Gb／s）可以通過單個控制橋接設備（controlling Bridge）由一個核心網絡端口（支持40Gb／s或100Gb／s工作）提供網絡服務。

Marvell公司開發的被動智能端口擴展器（PIPE）架構通過更簡單、模塊化的方法，實現了無風扇設計的下一代機架交換（ToR）單元。PIPE參考設計通過使用65W開放電源為48口10Gb／s的交換設備供電。此外，該設備可以設置成無管理模式，所有管理需求上移到核心的12．8Tb／s交換矩陣，從而進一步節省運營支出。這表明了模塊化的方法真正能夠顯著提高現在和未來數據中心部署的效率。

作者：Marvell公司產品線副總監Yaron Zimmerman

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