堆疊(Stack)是在數據中心網絡交換機上進行擴展端口、簡化管理的技術,是一種非標準化技術。堆疊只有在自己廠家的設備之間完成,屬于私有內部實現,此設備必須具有堆疊功能才可實現,并且堆疊需要專用的堆疊模塊和堆疊線纜,不同型號設備支持的堆疊設備數量不同,一般框式設備是2~4,盒式設備是2~10個。 如今,堆疊已經成為數據中心網絡設備的必選項,也有人將這種技術視為一種虛擬化技術,即實現了設備的“多虛一”,這樣堆疊技術順理成章地成為了新一代數據中心網絡建設的必備技術之一。然而,很多人忽略了堆疊技術的局限性,在用上堆疊技術之后,網絡運維的過程中經常會遇到實際的難題。比如:堆疊是非標準化技術,所以不同廠商的設備之間無法形成堆疊,有的設備還要求必須是相同型號和軟件版本才能堆疊,這些嚴苛要求與數據中心網絡走向開放的發展趨勢不符;堆疊設備雖提升了管理效率,多設備同時管理,但不同設備之間內部要有大量的私有消息交互,消耗了設備內部帶寬,如果出現擁塞或者丟棄還會引起解堆疊,解堆疊事件如果設備處理不好,可能引發網絡業務中斷,反而會增加網絡運行風險。堆疊技術在提升端口密度和帶寬時,也增加了網絡業務故障的風險點,如果單獨的多臺設備,其中有一臺設備故障影響的范圍有限,但如果是堆疊系統,其中一臺設備故障就容易影響其它設備運行,如果堆疊軟件處理不好可能引發大面積網絡業務中斷;還有當堆疊設備需要軟件升級時,往往需要中斷流量升級,給軟件更新帶來極大不便。因此,很多人也開始質疑堆疊技術的適用性,是否適合數據中心這種高可靠網絡的需要,聰明的人類甚至已經設計出了可替代堆疊的技術,這些技術源自于堆疊,而更勝于堆疊。
802.1BR
IEEE 802.1BR是國際標準,早在2009年思科提出了802.1BR的實現雛形VN-tag,并提交給標準化組織,IEEE建立802.1Qbh工作組,稱為“Bridge Port Extension”。2011年夏季,該提交被從802.1Q里提取出來,單獨創建802.1BR,自此成為了公開的標準。802.1BR是IEEE為本地和大型數據中心網絡制定的標準,可以為多個物理服務器連接、刀片服務器提供多端口擴展能力,或是為虛擬機提供獨立的接口實現邏輯連接,目的就是打破物理的限制,通過802LAN技術和交互接口來擴展和管理對象。802.1BR全面設計了網絡設備虛擬化實現,將網絡設備的端口延展到網絡末端,實現所有網絡設備的級聯,最終實現整個數據中心所有網絡設備的虛擬化。802.1BR從網絡角度,將網絡的功能、邏輯進行延伸,進入服務器并與虛擬化技術連接,用端口延伸技術解決了虛擬化環境中網絡管理的可視性問題。與堆疊相比,802.1BR技術是公開的標準協議,所有網絡廠商都要遵守實現,這樣要實現不同廠商設備同時管理就非常簡單了,只要802.1BR協議打通就能完成,通過802.1BR技術將所有網絡設備形成一顆協議樹,從根節點一直到網絡末端節點設備都可以加入到這個樹中,所以802.1BR可以管理的網絡設備規模可以達到上百臺,而且只要將端口互連線纜連接或者斷開就可以實現節點的離開和加入,這個過程對整個網絡沒有影響,對網絡中的設備進行軟件升級將變得簡單,只要網絡環境有冗余,就可以將流量切走,軟件升級完成后再將流量切回,不會造成流量的中斷。
跨設備聚合E-Trunk
跨設備聚合E-Trunk(Enhanced Trunk)也叫增強的聚合,是一種實現跨設備鏈路聚合的技術。其基于LACP(單臺設備鏈路聚合的標準)進行了擴展,能夠實現多臺設備間的鏈路聚合,從而把鏈路可靠性從單板級提高到了設備級。傳統的LACP聚合都是將一臺設備上的多個端口綁定到一起,而E-Trunk卻可以將多臺設備的不同端口綁定到一起,這樣就能在不同設備上實現流量負載分擔,達到堆疊環境的效果,而實際多臺設備之間并無關系。這樣不僅省去了堆疊線纜和堆疊端口,節約了成本,同時實現堆疊環境的冗余備份功能。尤其是在進行設備升級的時候,只需要做下鏈路切換,即可將設備隔離出來升級,網絡流量不會收到任何影響,方便做網絡例行軟件更新與維護。當然,E-Trunk畢竟不是虛擬化技術,無法將不同的設備虛擬化成一臺設備,這是E-Trunk的局限性,E-Trunk和堆疊技術本來就存在一些互斥的地方,所以只能是兩者中選一種。從未來的數據中心網絡技術發展角度來講,E-Trunk有更為廣闊的發展空間,必將更加受到歡迎。
雖然堆疊技術大概發展了才不到十年的時間,但普及速度非常之快。從最開始的盒式網絡設備,到現在的全系列網絡設備幾乎都能支持,曾幾何時堆疊技術一度受到了人們的熱捧,支持堆疊技術的網絡設備成為了香餑餑,搶到了不少訂單。然而,隨著數據中心對網絡的可靠性和靈活性的要求越來越高,堆疊的局限性就開始暴露了出來,這種技術已經越來越不適應數據中心發展的需要,所以很多數據中心已經開始考慮放棄堆疊技術的可能性,將原來堆疊的設備拆開來使用,恢復到原始網絡使用的場景,也許最簡單就是最棒的。如此看來堆疊技術真的是有些過時了,肯定無法適應數據中心未來網絡的發展。也許,這種技術再過幾年就會慢慢走向消亡,至少不會在新的數據中心中出現,這是技術發展的必然趨勢,優勝劣汰。回望歷史,已經有很多的網絡技術消失在技術歷史發展的長河中,堆疊技術也許會是下一個?