以太网交换机供应商,如3Com、Force10、思科、Extreme、Foundry和HP ProCurve,不断地与最高性能、密度和延迟的主张争论不休。但请记住,目前这些供应商提供的技术,平均而言,都是三年前的技术。与此同时,猛禽网络(Raptor Networks)和编织系统(Woven Systems)等一批饥渴的初创企业对如何建造“最大的”以太网交换机有了新的想法。
这不是一个刁钻的问题,而是一个有很多刁钻答案的问题,这取决于你如何定义“大”和“快”。
以太网交换机供应商,如3Com、Force10、思科、Extreme、Foundry和HP ProCurve,不断地与最高性能、密度和延迟的主张争论不休。但请记住,目前这些供应商提供的技术,平均而言,都是三年前的技术。与此同时,一批饥渴的初创企业,如猛禽网络公司(Raptor Networks)和编织系统公司(Woven Systems),对如何建造“最大的”以太网交换机有了新的想法。他们的方法不同于单一的大铁底盘,更像集群超级计算,或InfiniBand网络拓扑。
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以太网的速度是由目前802.3ae的标准——10Gbps——限制的,所以没有哪个端口能比这个速度更快。测量交换机重量的其他方法是通过交换机结构的带宽和机箱支持的端口密度。然后是端口本身的性能。延迟——交换机持有数据包的时间——是影响交换机性能和抖动的因素,抖动是延迟变化量的度量。
“每个人都是按端口收费的,”David Newman说,他是网络测试的总裁,也是网络世界测试联盟的成员。有个足球雷竞技app“那么问题就变成了在开始丢包之前,您对多少端口进行线路速率处理?”
就已发布的规格而言,企业核心交换机中最大的有Force10的E1200、Foundry的RX系列、思科的Catalyst 6500和Extreme的BlackDiamond。对比已公布的规格,铸厂的RX-16开关是最大容量的开关;它可以全速运行64个10G以太网端口,并在一个超额订阅的配置中(所有端口的总带宽超过交换机的容量)在一个机箱中运行最多192个10G端口。Force10的e1200terascale交换机可以运行56个10G端口,或多达224个10G端口时,超额认购。Extreme的BlackDiamond 10808底盘可以支持48个非阻塞10G端口。思科的Catalyst 6513可以处理32个10G以太网连接,所有连接都是全双工运行的。
有人说,当交换机全速运行时,不太重要的是交换机如何处理诸如抖动和包丢失等变量,而不是供应商如何分配每个插槽和整个系统带宽。“我认为比吞吐量更有用的度量是延迟。”纽曼说。“在这方面,我得说,思科显然是最好的。”
纽曼说,他已经在在10G速率约为3微秒,主频一台Cisco Catalyst 4948“这是我所测得的最低,”他补充道。“Force10的是在低两位数[延迟的微秒。他们曾经上百次更高,这意味着数千名包优秀的,但是他们已经固定它的一些随着时间的推移”。
Force10最新的s系列交换机,纽曼说他还没有测试过,公司声称它的延迟时间在200到300纳秒之间,比3微秒快了几个数量级。(此交付索赔基于网络测试公司Tolly Group对产品进行的测试,该测试由Force10赞助。)
劳伦斯伯克利国家实验室是位于加州伯克利的美国能源部研究实验室,其数据中心和局域网核心同时使用Force10和思科交换机。雷竞技电脑网站LBLnet服务集团的LBNL高级网络工程师迈克•班尼特(Mike Bennett)表示,很难说这两种产品中哪一种是“最快的”或“性能最好的”,因为这两种交换机用于不同的应用程序。
问题的规模 供应商每个机箱支持的最大非阻塞10G以太网端口: |
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Bennett说:“我测试过两个端口为10G的6500和两个端口为10G的E1200——它们都没有超额订阅,也没有丢包。”所以这并不是说一个比另一个快。只是它们都像宣传的那样有效。”
当需要大量10G端口时,Bennett使用Force10 E1200,因为它的10G端口密度更高。贝内特说:“通常情况下,当你购买思科公司的产品时,你就像买了厨房的水槽一样。”“Force10的不同之处在于,他们没有一个特定版本的操作系统的所有功能。”这对于需要高密度、非块交换器的实验室应用来说更合适,因为这种交换器可以快速地传输数据包。“我们试图采用最简单、最快的解决方案,以使可变因素的数量最小化,保持低运营成本。”
在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(也是能源部实验室),网络团队正在研究下一代交换机架构,该架构将把以太网网络提升到与存储区域网络相同的带宽和延迟水平。
该实验室网络部门负责人戴夫•威尔兹尤斯(Dave Wiltzius)表示:“我们正在关注下一代机器,一切都将提高10倍。”
“每件东西都是10克。因此,我们正在寻找一种交换机或交换机结构,可以为我们提供2000个10G端口……我们基本上对使用胖树拓扑和类似的东西构建联邦交换机环境感兴趣。”
Wiltzius设想的这种“胖树”拓扑包括一种网状的非阻塞交换体系结构,这种结构多少模仿了传统的公共电话网络,其中交换机是简单的设备,通过多条路径连接几个连接端口。更重要的是,他们有效地利用了带宽。
以太网还不能做到这一点——或者至少做得很好。
Wiltzius已经在某种程度上使用了一种技术来实现这种胖树效应,即端口聚合或第2层“哈希”,其中多个千兆或10G以太网链接被绑定到一个更大的虚拟管道中。通过哈希以太网管道将交换机或服务器连接到交换机可以提供更大的虚拟吞吐量,但这种连接仅限于8个端口(8个哈希的10G链接最多可达80Gbps)。这种方法使用一种算法,随机发送数据包到保税连接。“使用哈希,你会得到一个不均匀的分布,因为算法的随机性质,这不一定提供带宽的最佳利用。”
一些寻求解决交换限制的初创企业包括总部位于帕洛阿尔托的Arastra路由器公司,以及总部位于圣克拉拉的编织系统公司(Woven Systems),后者目前处于半隐身状态,正在开发一种基于以太的网状网络产品。
“我们正在努力做的是在10G以太网织物上提供Fibre Channel/InfiniBand的最佳特性,”Woven的总裁兼首席执行官Harry Quackenboss说。
编织所采用的方法类似于网格或分布式集群计算的趋势,其中大型、对称的多处理器(SMP)服务器正在被通过网络耦合在一起的单处理器或双处理器节点所取代。
“同样的事情也会发生在数据中心的LAN交换上,就向外扩展而言,”Quackenboss说。雷竞技电脑网站“大的(局域网)交换机很贵,而你能为数据中心应用程序购买的最大的非阻塞交换机是一个64端口的铸造系统。”雷竞技电脑网站
编织在第2层千兆和10G以太网数据中心交换机上工作,这些交换机使用特殊的算法,允许盒子以某种方式模拟Inf雷竞技电脑网站iniBand或Fibre Channel网络。Quackenboss说,可以在光纤中的交换机之间建立多个路径,允许在路径上更动态地分配带宽,因为在基于树的以太网中,传输通道不会关闭。
Quackenboss说:“如果你想建立一个超过两个交换机的网络,你可以使用链路聚合或集群连接以太网段组。”“但如果你想在一个网络中放置三个或更多的交换机,一个交换机就会成为瓶颈。”第三层交换和OSPF和ECMP等协议可以用来创建多路径网络,但是这些方法会增加成本。根据IDC的数据,第三层交换端口的平均成本是第二层端口的五倍。
他说,在一个交换机结构中,将服务器插入不同设备的多个端口也会使服务器的重新配置更加容易。
“雷竞技电脑网站数据中心管理人员希望能够动态地重新配置应用程序和服务器,而不需要物理地召回它们,”Quackenboss说。将数据中心的连通性调平到多路径,第二层以太网将有助于实现这雷竞技电脑网站一点。这个想法有点类似于载波设备制造商正在开发的第二层地铁以太网技术。
他说:“在某种意义上,现代数据中心有足够的服务器雷竞技电脑网站,它们就像一个崩溃的地铁区域网络。”
另一家已经有产品可用的公司是猛禽网络公司(Raptor Networks),该公司生产固定配置的千兆和10G以太网交换机,这些交换机互相连接,形成网状结构。猛禽的设备不是专注于高密度的数据中心,而是针对局域网主干网和布线室流雷竞技电脑网站量的聚集。“我们已经创造了在第二层做其他人必须在第三层做的事情的能力,”首席执行官汤姆·维滕施拉格说。
这家成立三年的公司生产低成本、固定配置的10G以太网交换机,拥有24千兆比特和6个10G以太网端口,总交换带宽为160Gbps。单机架盒支持层2-4交换,运行10G以太网的专有修改,允许设备在层2不使用生成树协议的情况下以多路径网格连接在一起。相反,交换机与猛禽自适应交换机技术(RAST)连接,RAST是一种协议,绑定交换机的方式类似于机箱交换机中的模块连接到背板或交换机结构。引用公司内部测试数据,Wittenschlager说,该技术可以通过4个Raptor交换机传输数据包——在4个盒子中8次将一个数据包进出一个10G以太网端口——延迟为6.48微秒。
他说:“这使得每一个猛禽交换机就像模块中的刀片一样,使得通信可以在交换机之间快速传输,且延迟很低。”根据Wittenschlager的说法,为了实现这一点,路由信息被插入到一个标准以太网帧的未使用的头空间中,从而在集群中的猛龙交换机中提供交换心跳和路由路径数据。
“我们已经创造了物理上独立的刀片(猛禽开关)的能力,以便在一个普通的飞机背板上交流,就好像它们都在一个机箱里。这实际上是一个虚拟交换机,当通过10G以太网通过单模长途光纤连接时,刀片可以间隔80公里。
他说,连接10G或千兆端口的非猛龙交换机将交换机视为单个大型LAN交换机,可以连接为简单的以太网,无需额外配置。
四个猛禽机箱组成的网状结构最近更换了两个核心触媒6509开关在洛杉矶医疗保健网络中,洛杉矶医疗保健管理公司为洛杉矶郡的员工提供服务。
“猛龙”机箱被部署来将公司的平面第2层LAN分割成VLAN子网,使其保持在第2层,以10G以太网为核心。三根10G以太网管道连接网格中的每个盒子;催化剂交换机被移到LAN边缘,用于连接组织的350个终端用户和其他设备。服务器通过非rast千兆以太网端口插入猛禽核心。
在解决了基于ios的思科路由器和基于rast的猛龙交换机之间的一些初始生成树循环问题后,网络运行“平稳而且非常快”,洛杉矶Care的IT和安全主管Rayne Johnson说。猛禽产品的安装成本约为18万美元,而思科对约翰逊核心升级10G以太网和VLAN功能的报价约为50万美元。“我通常不会参与产品的初始开发,”约翰逊说。但这是值得的。最终,这个价格是你无法击败的。”