引言

基于戴爾開放式網絡以太網交換機，美國ESG實驗室對Big Switch Networks的Big Cloud Fabric（BCF）進行了實際操作測試，重點驗證了BCF以應用程序為中心的網絡設計是否能夠為VMware和OpenStack數據中心環境帶來自動化、彈性擴展和簡潔性的效果。

除此之外，本文也探討了BCF的可擴展性、性能以及通過減少運營支出而實現成本節省的可能性。

挑戰

根據ESG最新的一份調查，有39%的受訪者指出網絡管理是他們在2015年最為重要的網絡基礎架構投資之一，其他方面的重點投資包括升級數據中心核心網絡(34%)、網絡分析(28%)。由于服務器、應用程序和桌面虛擬化已經無處不在，對網絡基礎架構管理帶來了越來越大的挑戰。在極富彈性的虛擬化世界中，由于配置工作的持續動態性，造成網絡管理員難以為應用程序和用戶提供適當的服務。隨著網絡為了容納私有云和公共云基礎架構而不斷擴展，這一問題更是雪上加霜。

傳統數據中心網絡拓撲基于機箱式核心交換機和獨立架頂式分配交換機而構建，可能會給數據中心網絡的各個環節（從部署到持續管理）帶來不必要的復雜性和困難。現代數據中心采用極富彈性的虛擬化基礎架構，給IT部門帶來了多種網絡挑戰。使用傳統網絡設備和工具來構建并管理現代數據中心拓撲會相當困難，因為這些工具是為相對靜態的物理基礎架構而設計的。

解決方案：Big Cloud Fabric

BigSwitch Cloud Fabric是一種經過特別設計的網絡結構，支持物理及虛擬工作負載，允許自由選擇協調軟件，提供二層交換、三層路由以及4--7層服務插入與鏈合功能。體系架構如下圖所示：

其體系架構采用分支--主干拓撲結構。主干層相當于機箱式交換機或路由器的背板；而分支層則相當于機箱式路由器以及所有聚合交換機和邊緣交換機中的線卡組合，每個物理分支交換機和主干交換機相連接。BCF控制器的高可用性相當于核心路由器或機箱式交換機的管理卡，負責管理所有的BCF組件。除此之外，BCF控制器集群在標準服務器上運行，負責交換機的控制、管理和策略。

面向企業級數據中心，BCF采用超大規模數據中心網絡的設計原則。數據中心的主要獲益包括：集中管理、簡化多租戶配置、基于軟硬件分離的SDN、云管理平臺集成、橫向擴展和彈性、適障性以及工作流自動化和集成等。

Big Cloud Fabric利用戴爾的開放式網絡以太網交換機，提供來自單一供應商的全面交換機配置組合，從而簡化獲取、安裝和支持。所有戴爾開放式網絡交換機的高度均為一個機架單位，專為具有熱插拔冗余電源和系統風扇的企業而設計。表1詳細列出了每臺交換機的不同端口組合。

ESG實驗室測試

針對上述特性，ESG實驗室對Big Cloud Fabric進行了實際操作測試，目標是驗證這種以應用程序為中心的全新網絡結構的敏捷性與簡潔性程度如何。

BCF配置和基本操作

Big Switch Fabric提供的界面中，操作簡單，顯示直觀。如下圖所示，控制器的GUI顯示了網絡的拓撲結構：

測試意義：IT經理、高級主管及相關業務人員不斷尋找方法來提高資源效率和ROI。由于現代云計算、虛擬化技術的推行，企業缺乏具備適當技能的專業人員，令上述需求進一步升級為挑戰。

測試結果：ESG實驗室證實，Big Cloud Fabric只需幾次點擊操作，即可在15分鐘內從裸機硬件轉變為功能完備的企業數據中心網絡結構。其GUI和深度分析十分直觀、易用，可以使我們快速了解邏輯及物理網絡拓撲，并快速調整系統以實現最佳性能。通過將所有網絡硬件都聚合到單一管理域內，BCF簡化了IT基礎架構和人員的工作負擔。

部署應用程序——

邏輯租戶、網段和路由器

Big Cloud Fabric采用基于租戶、邏輯網段和邏輯路由器概念的邏輯抽象，可簡化網絡結構配置和維護。如圖所示：

測試意義：在實施邏輯網絡設計方面，網絡架構師面臨巨大的挑戰。手動處理不僅消耗大量的時間和精力，需要深入的專業知識，而且每個物理機器都需要單獨配置。如果BCF能成功部署應用程序，在邏輯租戶、網段和路由器方面將給數據中心帶來巨大獲益。

測試結果：ESG實驗室證實，BCF可以將租戶、邏輯網段和邏輯路由器的邏輯抽象自動轉換為正確優化的配置，并應用至網絡結構中所有受影響的分支和主干交換機。系統會自動應用配置更改，從而消除傳統網絡結構環境那種逐機、費時且易出錯的處理過程。

可編程與自動化

Big Cloud Fabric控制器提供標準的REST API來進行系統管理。所有Big Cloud Fabric操作（安裝、配置和升級），無論通過GUI、命令行界面(CLI)還是自動化腳本來執行，都會通過標準的REST API發送到控制器，如圖所示：

測試意義：虛擬化和云管理平臺非常依賴自動化，借此來減少管理工作負載，實現現代自助服務式IT基礎架構。隨著網絡和數據中心環境的規模和復雜性不斷增加，自動化變得越來越關鍵。然而，IT人員面臨著一個挑戰——像管理環境的其他部分一樣，對網絡基礎架構的管理也同樣能實現簡潔性和高效率水平。

測試結果：BCF直接與VMware vSphere和NSX、CloudStack以及OpenStack集成，使管理員能夠將網絡結構從物理結構擴展至虛擬結構，并簡化配置和管理。通過自動化，可以實現進一步的集成：所有BCF管理功能全部可通過REST API來訪問。

使用Chaos Monkey方法證明了BCF的適障性，在時長7分鐘的測試中，總計引入超過640次組件故障，性能未受到任何影響。利用冗余性，整個網絡結構軟件可以通過一條命令來升級，無需中斷正常運行。通過將適障性、自動化和集成融入到云管理平臺中，BCF降低了IT基礎架構和員工所承受的負擔。

為了構建能夠響應高度虛擬化數據中心、公共云和私有云業務需求的網絡，組織面臨著挑戰。在此情況下，Big Switch Networks提供的Big Cloud Fabric與戴爾開放式網絡交換機相結合，可以提供一種簡單、可擴展、富有彈性且高度可用的網絡，不僅對傳統機箱式核心交換機和傳統數據中心拓撲來說是可行的替代方案，甚至可能比傳統方案更為出色。

以上簡單介紹了EGS對BCF的配置與基本操作、應用程序部署、可編程與自動化方面的測試結果，更多詳細的測試內容、方法、結果請參見PDF文檔。

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