探索基础架构：云也是建在地上的(1)(3)

2. 云计算的统一交换网络

以太网原本是以简单、高效为特质的常规技术，适用于常规网络通信的支撑，依赖于上层协议解决网络拥塞、丢包问题。随着以太网技术的不断演进与提升，无损以太网技术(Lossless Ethernet)标准族开始确立。

这一标准族称为数据中心以太网DCE或融合增强以太网CEE，包括基于优先级的流控(Priority-based flow control PFC; IEEE 802.1Qbb) 、增强传输选择技术(Enhanced transmission selection ETS; IEEE 802.1Qaz) 、拥塞通告(Congestion notification IEEE 802.1Qau) 、链路发现协议LLDP (IEEE 802.1AB)的扩展数据中心桥能力交换协议(Data Center Bridging Capability Exchange Protocol DCBX)。以当前已经完全实现的PFC+DCBX组合为例，如图4所示，在交换机端口的8个队列进行buffer的分配，形成了网络中8个虚拟化通道，数据流带上自身的通道标签(802.1q进行标识)，buffer大小使得各队列有不同的数据缓存能力，由DCBX协议交换不同网络单元的基本能力信息，以确定数据的突发能力。

图4 无丢包以太网

一旦出现瞬时拥塞，即某个设备的队列缓存消耗较快，超过一定阈值(可设定为端口队列的1/2、3/4等比例)，设备即向数据进入的方向(上游设备)发送反压信息，上游设备接收到反压信息，会根据反压信息指示停止发送或延迟发送数据，并将数据存储在本地端口buffer，如果本地端口buffer消耗超过阈值，则继续向上游反压，如此一级级反压，直到网络终端设备，从而消除网络节点因拥塞造成的丢包。

无损以太网的特性，可以完全满足存储业务对于丢包的敏感性，因此，FC存储数据承载在以太网上(FCoE)，基于DCE技术的支持，新一代以太网技术完全可以融合数据中心的存储网络形成全业务的统一交换。在这样的技术支撑下，数据中心网络将实现合并，使得原本多种异构的网络形态合并到一套网络，从而也实现了多个网络管理合并、简化成为一个管理视图(如图5所示)。

图5 数据中心统一交换网络

以太网带宽的增长使得在兼容后续FC更高带宽8G、16G的FCoE技术成为可能，如图6所示，当前的10GE DCE技术支撑的FCoE可完全支持4G/8G FC向10G FCoE的融合，有些网卡的FC-FCoE映射就是直接将4G/8G FC载入以太网进行转发。对于后续更高带宽的40G以太网技术会延续和完善DCE特性，因此可对更高的FC带宽16G进行融合。

图6 FCoE的融合趋势

统一交换网络提供对云计算的支撑，可提供单一数据中心网络，实现云计算上层应用对数据交换、传送通道与IO的简化统一操作，同质的底层网络提供超高容量数据吞吐支撑、提供广泛兼容的云应用升级与扩展能力。