最佳數據中心級交換技術能夠幫助企業大幅度提高性能、可用性和簡化管理。但是要了解不同供應商產品之間的差別卻很有難度。本文將介紹一些可用于區分最佳數據中心級交換機產品的場景和特殊分類,它們能夠指導我們確定最適合自己的選擇。
雖然數據中心級交換機目前主要由大型企業使用,但是任何公司都在采購這種交換機時都應該重點考慮下面六個方面:
1. 物理需求
2. 聚合網絡
3. 吞吐容量
4. 電源與冷卻需求
5. 虛擬交換機與SDN支持
6. 單一供應商支持
對于這些方面,每一個供應商都有各自不同的處理方法,但是它們通常區別不大。大多數產品都包含以下方面,所以我們將在后面詳細介紹:
· 物理端口密度與吞吐量
· 聚合網絡與光纖通道(FC)支持
· 虛擬服務器集成與交換機支持
· 端到端策略與未來概念驗證
物理端口密度與吞吐量
數據中心級交換機在物理端口密度方面有不同的形狀與大小。但是,不同的架構能夠反映了一種特定傳輸類型所能支持的物理端口數量有多少。許多數據中心級交換機都基于刀片機架,它們支持使用不同端口類型和密度的不同線卡。
最大型的交換機出自思科、瞻博網絡和Arista。例如,16插槽的思科Nexus 9500最多支持2,036個10GbE端口或576個40GbE端口。這種密度曾經是無所匹敵的。但是,瞻博網絡的QFX10016已經能夠達到同等的密度,而Arista 7300系列也接近這個密度。此外,瞻博網絡和Arista都宣稱自己的線卡吞吐量達到6Tbps左右。思科的線卡動態吞吐量只有不到4Tbps。另外,Arista 7328交換機還提供了25GbE和50GbE接口卡,這和瞻博網絡的QFX 5200交換機一樣。
最大帶寬的實現取決于多個因素,其中包括所使用的可用結構模塊和管理模型類型。此外,在數據中心的最重要特性中,延遲也是一個關鍵指標——即交換機傳輸數據幀與數據包的時間。這個方面是Arista和Extreme Networks這樣的公司占據優勢。Arista在高頻交易行業很受歡迎,因為它的超低延遲交換機能夠在250納秒左右完成數據幀和數據包的交換。在與供應商BlackDiamond的x8核心交換機組合使用時,Extreme的X770交換的設計延遲時間小于600納秒;其他數據中心級交換機產品也支持毫秒級速度。思科也很快發現了這個利潤豐厚的市場,開始在自己的Nexus交換機生產線上開發基于Algo-Boost技術的特殊產品,以對抗Arista和Extreme的產品。如果低延遲在數據中心戰略的重要考慮因素,那么一定要仔細了解思科、Arista和Extreme的產品。
如果物理端口密度和性能是最重要的需求,那么Arista、思科和瞻博就是最好的選擇。這些頂級供應商支持最高的端口密度,其單線卡性能都在3Tbps以上。
聚合網絡和光纖通道支持
遺留存儲網絡通常部署在相互獨立的物理網絡上。存儲區網絡(SAN)使用光纖通道協議和交換硬件,而局域網(LAN)流量則使用標準以太網協議和硬件。協議和硬件的最新改進使SAN和LAN流量現在可以使用相同的物理線路和交換設備。
光纖通道連接可能采用原生形式或通過以太網光纖通道(FCoE)接口。如果需要支持其中一種或兩種連接方式,那么一定要記?。翰⒎撬薪粨Q機供應商和模塊都支持所有的協議。例如,Arista就不支持光纖通道。因此,如果需要在任何情況下使用光纖通道,則應該找其他供應商的產品。思科、惠普、華為(主攻歐洲和亞洲市場)和瞻博等公司的數據中心級交換機都支持兩種類型的光纖通道。
例如,瞻博QFX 3500與QFX 10000系列和華為CloudEngine 6800系列交換機都支持所謂FCoE-FC網關的光纖通道。這意味著物理接口既能連接原生光纖通道,也能連接以太網封裝的FCoE。在思科Nexus 5000系列上,小型的可插拔接口可能是標準以太網,也可能是FCoE。因此需要給交換機單獨增加專用的光纖通道模塊。在2015年5月,思科在它的96個端口的16GbE光纖通道交換機上支持聚合網絡,并且在Nexus 7700和7000交換機上支持40GbE。
此外,如果用戶非常依賴于原生光纖通道,并且計劃繼續使用,那么Brocade就成為必然選擇。Brocade支持所有的光纖通道實現技術——包括16Gbps Gen 5原生光纖通道。而且,據說Brocade還會在不久推出32Gbps Gen 6產品。如果計劃在不久的未來整合LAN和SAN網絡,那么選擇正確的供應商就至關重要。
虛擬服務器集成
像VMware vSphere、微軟Hyper-V和KVM這樣的服務器虛擬化軟件都有自己的虛擬交換機,它們負責執行同一刀片服務器機架內各個虛擬機之間的交換功能。對于一些組織而言,內置的虛擬交換機工具就已經夠用了。但是,通常企業級環境需要在交換機端口上實現更細粒度的控制,這樣才能像管理物理的數據中心級交換機一樣去管理虛擬化的數據中心級交換機。新的數據中心技術改進需要在多個數據中心交換上疊加實現二層網絡。其中一種非常流行的做法是使用VMware的NSX平臺。許多數據中心交換機供應商現在都支持不同級別的NSX堆疊技術。
在虛擬交換機支持方面,包括Brocade和華為在內的一些供應商只允許管理員使用虛擬機管理軟件基礎軟件包中內置的功能。然而,思科還提供了Nexus 1000v虛擬交換機軟件。這個軟件實際上可以替代VMware vSphere或微軟Hyper-V的虛擬交換系統。惠普則嘗試在其私有軟件上疊加VMware的vSwitch軟件。這樣管理員在管理交換時就可以將它當作一臺虛擬HPE設備,而非VMware虛擬交換機。
思科Application Centric Infrastructure(ACI)和VMware NSX等新技術代表了下一代的數據中心功能和兩個主流的軟件定義網絡(SDN)架構。通過使用NSX,我們就可以在三層數據中心交換機上堆疊二層網絡,從而讓網絡扁平化和降低復雜性。使用虛擬可擴展LAN(VXLAN)是這些架構的流行做法。有很多供應商推出了支持NSX平臺和VXLAN實現的數據中心交換機,其中包括Arista、戴爾、HPE和瞻博。
思科正在穩步推進自己的ACI產品計劃。ACI與NSX的主要區別在于ACI并不會在物理的三層網絡之上創建一個虛擬的二層網絡。相反,ACI采用逐個應用處理的方式——同時相應地分配網絡資源,而不會為虛擬交換機創建網絡。
虛擬交換機集成和現在的SDN都已經成為現代數據中心的重要組成部分。如果您現在還沒有應用SDN,那么思科的1000v可以為您提供虛擬交換機方面的最靈活支持。NSX與ACI的對抗仍在繼續,但是VMware可能占據了一定的先機,因為它能夠支持多種供應商硬件的數據中心虛擬化。
端到端策略
最后要考慮的一個方面是端到端方法的價值:統一設計和簡化故障修復是單供應商策略帶來的獨特好處。實際上來說,思科、HPE和華為都有覆蓋整個數據中心的硬件和軟件產品線。其中,思科可能是最適合應用長期、端到端策略的選擇。在這個方面,一定要注意軟件定義網絡架構的發展趨勢。SDN的核心概念是通過集中式和自動化各種基礎架構策略來加快和簡化數據中心應用程序的部署——從交換、路由到訪問控制、存儲分配等。只有所有的網絡基礎架構組件均使用相同的底層協議,SDN實現才能成功。許多認為應該采用開源SDN平臺作為基礎,而有一些則認為混合私有/開源方案會更有優勢。
無論采用哪一種方式,都必須了解數據中心所使用供應商的不同策略,以保證將來SDN成為標準時您能夠正確評估現有的方案。大多數數據中心硬件/軟件供應商(包括Arista、戴爾、Extreme、HPE和瞻博)都在開發基于OpenFlow協議的SDN策略。通過使用嚴格標準的同一種底層協議,其他OpenFlow原生軟件和設備都應該可以實現互操作。但是,我們都很清楚,互操作性有時候并不像說的那么輕松。
相反,思科則發布了OpFlex,這是思科設計的一個開放且基于標準的協議。雖然它在技術上并不是私有的,但是由于競爭對手已經大部分采用了OpenFlow,因此這種局面很可能在短期內無法改變。
目前而言,思科是唯一一家在基于自身SDN平臺上使用不同標準的公司。有些人可能認為VMware的NSX實際上也是思科ACI的競爭對手,但是現實中大多數人將它看作是OpenFlow落地前的臨時替代品。思科推出了一個非常穩定的應用程序接口系統,第三方公司可以通過連接基礎架構而增加解決特定業務需求的功能。雖然這家公司也在緩慢推進SDN開發,但是似乎它將更多的時間用于解釋SDN未來在思科網絡中將是怎么一種形態。問題是,在選擇下一代網絡基礎架構時,您必須回答一個問題:是愿意跟蹤世界網絡供應商巨頭并承受供應商鎖定的風險,還是尋找其他供應商并承受互操作性問題和SDN未定型的風險?
有許多不同的數據中心級交換機供應商和模型支持任意級別的數據中心。它們處理大多數任務的方式都很相似,但是在其他方面則差別很大,包括功能、性能、聚合方式、端到端操作和將來的概念驗證,只有搞清楚這些問題之后才能選定一個系統。在決策之前,一定要考慮當前和未來的需求,然后再決定與需求的關系最密切的因素。