“大数据”带来的挑战 分布式核心引领网络新方向(1)(2)

分布式核心网络是戴尔Force10专门研发的、高性能网络结构，网络性能能够升级到每秒160TB以上，如图3。分布式核心架构也称为“leaf-spine架构”，它包括两种类型节点： 一种节点连接服务器和架顶设备leaf节点），第二种节点连接交换机spine节点），leaf-spine系统架构内的任意两个端口之间提供延迟非常低的无阻塞性能，从而实现3级Clos网络。 
 

 
图3 开放分布式核心大型数据中心网络架构

分布式核心架构优势

•节约成本。分布式核心架构通过使用多个低成本的以太网交换机进行大规模升级，不需要传统昂贵的机箱交换系统，无需单独板卡升级。
•高性能。任意点对点通信都有100%的均分带宽。
•集群工作负载优化。任何主机都能够以其网卡的100%带宽与网络内的任何其它主机进行通信。
•超级弹性冗余。重新启动或更换网络节点不损失整个交换架构可靠性，性能影响仅仅是总节点数之一，而不是传统双核架构的50%。
•灵活的控制平面。分布式核心架构可以使用基于标准以太网TRILL多链路透明互联）协议或IP协议OSPF和BGP）互联。

戴尔Force10 Z9000分布式核心交换机

大多数核心交换机尤其是大型机箱交换机系统）不适合分布式核心设计，因为它们如果采用leaf和spine节点架构配置以支持横向扩展，则体积庞大和费用昂贵。而戴尔Force10 Z9000核心交换系统专门为leaf和spine网络设计。Z9000是2U的800W机架交换机，配置32个40GB以太网端口128个10GB以太网端口），其成本仅仅是基于竞争对手的机箱竞争交换机的很小一部分，特别是在构建超大型横向扩展架构时。Z9000能够最多支持64个spine针节点和128个leaf叶节点，每台Z9000实现每秒2.5TB的交换容量，能以极小的空间和低能耗创建每秒160TB的庞大网络核心。网络设计规模大小可参照如下计算：

•网络设备节点数： 3N/2
•可接入网络端口数： N2/2

N = 每个网络节点的交换机端口数
每台Z9000交换机配置128个万兆以太网端口，N=128，代入计算得到最大网络规模尺寸如下：

•网络设备节点数：192=3x128/2
•可接入网络端口数：8192=128x128/2

  
图4 Z9000分布式核心设备图

Z9000每台约消耗800瓦电源，其耗电量是竞争对手核心交换机的二十分之一，这项特性可以在使用大规模升级的核心网络情况下，数据中心用户也能在紧张的电费预算下柔韧有余。Z9000只占2U高度，是竞争对手的核心交换机高度的十分之一，使它能够有效地利用机房空间大规模升级。

Z9000灵活使用基于标准的3层和2层控制平面技术。在3层，由OSPF和BGP控制，ECMP可整体分配在leaf和spine架构上流量目前可支持64条），BGP多路径能够用于在leaf和spine节点之间负载均衡，OSPF多域设计方式可以限制LSA广播域和提升路由效率。如果Z9000仅需实现2层转发，TRILL控制平面可以实现整个网络架构的多路径控制。总之，在3层或2层任何一种情况下，基于Z9000的分布式核心架构都能提供全面的灵活性和规模控制。