润滑网络疏通大数据 解读DCN云石核心交换机

  【天极网网络频道】当前，网络数据量、用户终端量的激增以及视频互动分享、多设备协同、物联网等应用的蓬勃发展，使得市场和产业需要全新的计算和服务模式。据权威数据统计：2013年全球互联网流量达到了每月56EB(1EB=1024PB)，相当于每月在网络上交互128亿张DVD的内容。这也就是为什么我们说现在是一个大数据的时代。

  业务定义网络的时代

  大数据时代我们的网络成为了承载数据传输的公路，对于过去的网络来说，通常我们都会以技术为中心，而在大数据时代，随着IT基础设施的改变，以及更加灵活的业务需求，网络也已经变成了以业务为核心，也就是业务定义网络的时代。

  传统的数据中心多为技术的简单叠加，数据中心建设由技术驱动，一段时间后，系统变得越来越庞大复杂，运维管理也是越来越困难，资源难以整合和动态调配，不仅导致资源利用率和系统应变能力极低，同时创新效率也迟迟难以提升。随着新一代数据中心的发展，所有的服务器、存储、网络等基础设施资源通过虚拟化技术被池化，形成基础设施资源池、处理池、存储池以及网络池。共享资源池中的资源可按照每一应用系统的需求被初始化分配与快速部署。

  在这样一种变革的驱动下，数据中心的网络架构必须经历新一轮的扁平化、融合式的结构调整，只有这样才能适应整体IT架构在整合更多的基础设施后弹性化的需求，各业务模块之间，IT部门与业务部门之间才能更好的相互协调、相互支撑，为业务的快速发展和创新提供更多空间，提升应变能力和生产能力。

  网络结构变革交换机成枢纽

  当前的数据中心网络基础架构，通常都是采用树状结构，分为接入层、聚合层和核心层三层结构。大多数情况下，数据流入接入层到聚合层再到核心层，然后再返回，层次越多使用设备越多，延迟也会增加。由于这些操作的重复和重叠，无法得到想要的性能，也导致了安全性难以保障。

  传统网络中，是依靠不断添加设备来提升网络性能的，这种方法增加了数据中心的成本和复杂性。在大规模采用服务器虚拟化技术的新一代数据中心里，数据流量将主要集中在本地服务器之间，如果能通过路由器和万兆以太网交换机帮助扁平化，即可动态的同时支持更多的用户、服务以及带宽，提高性能，也可以帮助用户节省运维时间，减少数据中心网络资本性支出。换句话说，路由器与交换机成为了数据中心承上启下的关键。

  交换机不论是10GE、40GE还是100GE，是两层、三层还是四层。都是由数据平面(交换平面)、控制平面、管理平面这三个部分组成的。数据平面是负责处理各种流量转发的地方，例如L2/L3/单播/组播/VPN/MPLS等，实现网络流量的交换工作;控制平面则是控制各种网络协议的运行，例如OSPF、ARP、STP等;管理平面是提供给网络管理人员使用Telnet、Web、SSH、SNMP、RMON等方式管理设备的各种管理接口的区域。只有这三个平面在物理上是独立的，才能够带来真正意义上的完全独立，可靠，而目前市场上大多数的核心交换机，只是逻辑上的独立。能够做到三平面独立的厂商很少，而DCN(神州数码网络有限公司)算是做的最完善的一个。

  CLOS架构的三平面分离交换机

  DCN作为国内顶尖的网络设备制造商和网络互联解决方案提供商。其定位就是“数据中心网络解决方案专家”。近日DCN推出了面向云计算的三平面分离的核心交换机CS16800，此交换机采用CLOS多级交换网络架构，同时做到了三平面在物理上的分离，可自适应多种网络环境。

 DCN第四代设计核心交换机CS16800

  CLOS架构具有多级交换的特点，在每一级，每个交换单元的输出都与下一级的所有单元的输入相连。严格意义上讲是不存在阻塞的。同时支持递归，可无限扩展。CLOS相比传统的Crossbar网络结构来说，有着本质意义上的提升。CLOS结构可大幅减少构建无阻塞交换结构所需要的交叉点，从而减少故障点，增强交换结构的可靠性。而且CLOS具有强大的故障抵御能力，第1级交换单元即可通过冗余路径绕过第2级交换单元的故障。

  采用CLOS结构的另一大好处就是，交换单元的交换路径完全独立，不会彼此干扰，从而不需要复杂的集中控制器来协调各交换单元的交换，进一步增强可靠性和可扩展性。除此之外，CLOS还支持递归扩展，在网络中间级的交换也可以是一个完整的三级CLOS网络。这可支持构建具有五级、七级或九级的巨大交换结构，在极大的数据量输入和输出之间建立严格的无阻塞连接。由于递归特性，理论上可无限的扩展。

  CS16800采用了高紧凑的设计，具有9槽14U的高度，这也是目前全球最低的高度。前后通风设计，双电源平面设计(A+B)，支持电源平面间1+1备份，以及单电源平面内电源的N+M备份。

CS16800的高紧凑设计：一柜三框

  在数据中心特性上，支持VSF虚拟化、TRILL，边缘设备最多可支持百万级用户。支持VEPA、FCoE、DCBx、OpenFlow、L2overGRE。在系统维护上，支持CPU异常占用显示，风扇管理，可调节风扇转速。电源管理、热补丁以及主控卡、线卡、交换板卡、风扇、电源的热插拔。

  自适应的智能网络

  这些特性说到底也是为了更好的适应当前业务定义网络的环境，由于网络与业务的紧密结合，对于网络智能感知并自适应业务变化，成为了目前很多客户的需求。就以数据中心网络和园区网来说，过去通常需要两套系统，两套核心设备虽然能够解决问题，但势必会带来物理设备双重投资，同时管理和维护成本也相应提高。而采用DCN的CS16800就可以很好的解决这一问题，一个核心可以满足两套网络，并且不需要再为每台设备进行配置，只需对核心交换机做简单的配置即可，其余设备可自动获取相应配置。网络出现问题的时候，也只需在核心交换机上进行排查，大大提高了效率。

  在移动终端，BYOD大行其道的今天，无线网的需求日益增大，但目前无线还不能完全取代有线，所以有线与无线一体化的解决方案就成为了很多企业的需求。而目前这种解决方案存在以下问题，有线网三层架构，无线网AC+AP二层架构，不易融合;有线无线一体化后核心性能不足，支持的用户数量不够，导致网络瘫痪;有线无线一体化后流量无法有效隔离，无线终端接入后网络安全无法保障。面对这些问题，DCN采取将二层和三层架构融合，同时采用硬件芯片转发，性能得到大幅提升，支持百万级的用户数量。此外有效的隔离了有限无线流量，保障无线接入后的网络安全。

  总结:核心交换机作为整个网络核心的位置，对网络有着至关重要的影响。而随着云计算，虚拟化的技术发展，网络结构会越来越简单，从原来的三层结构变为两层结构，即核心层、边缘层的两级架构。所以对于核心层的性能就有着更高的要求，三平面在物理层面上进行分离，极大的提高了交换机的稳定性，以及扩展性。自1999年就开始专注于路由器、交换机、网络安全、网络管理的DCN，通过早期的研究以及多年的经验积攒，目前这台交换机可自适应五种网络需求，像之前提到的园区网和数据中心网络;有线无线网络;数据交换和安全防护;本地接入和远程接入;传统网络与SDN网络，可以说是目前市场上功能最强大的交换机设备。