數據中心基礎網(wǎng)絡(luò )架構最佳實(shí)踐及未來(lái)發(fā)展趨勢

  Iccsz訊 數據中心網(wǎng)絡(luò )起著(zhù)承上啟下的作用，將計算和存儲資源連接在一起，并以服務(wù)的形式對內部及外部的用戶(hù)提供數據訪(fǎng)問(wèn)能力。雖說(shuō)網(wǎng)絡(luò )建設和運維投入遠比機房基礎建設、服務(wù)器設備、存儲設備、應用開(kāi)發(fā)及運維小，但大家最怕它出現性能問(wèn)題或故障長(cháng)時(shí)間不能恢復，因為網(wǎng)絡(luò )一旦不可用，意味著(zhù)一切服務(wù)都將停止。因此，設計運維一張高性能、高可靠的網(wǎng)絡(luò )是網(wǎng)絡(luò )架構及運維團隊的首要目標。

  結合我在銳捷網(wǎng)絡(luò )服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗，分享幾個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò )架構設計，供大家參考。

  數據中心10G/40G網(wǎng)絡(luò )架構

  主要設計理念：

  a)核心設備全線(xiàn)速高性能轉發(fā)，核心之間不互聯(lián)，采用Fabric架構，隔離核心故障，最大程度降低核心故障影響;

  b)三層路由組網(wǎng)，通過(guò)ECMP提高冗余度，降低故障風(fēng)險;

  c)通過(guò)TOR上的服務(wù)器接入數量和上聯(lián)40G鏈路數量控制單TOR收斂比，通過(guò)提高核心設備接口密度擴展單集群服務(wù)器規模。

  注：千兆網(wǎng)絡(luò )已跟不上業(yè)務(wù)發(fā)展，本文不再涉及。

  數據中心25G/100G網(wǎng)絡(luò )架構

  與10G/40G網(wǎng)絡(luò )一致，主要變化在于：

  a)下行鏈路由10G變?yōu)?5G，提升至2.5倍;

  b)上行鏈路每端口由40G變?yōu)?00G，提升至2.5倍;

  c)下一代主流芯片方案實(shí)現為48*25GE+8*100GE(Broadcom TD3)，上行收斂比提升為1.5:1。

  下面僅以大型數據中心為例做組網(wǎng)說(shuō)明：

  CLOS網(wǎng)絡(luò )架構

  最后，想與大家分享的是今年國內不少互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)考慮使用的新架構設計。

  從上述架構設計說(shuō)明中，不難看出數據中心集群規模和收斂比，主要受限于機框式核心設備的端口密度，而業(yè)界核心設備的更新?lián)Q代都是以數年為單位進(jìn)行的，大大阻礙了數據中心規模和發(fā)展。另外，動(dòng)輒數百個(gè)40GE接口或者100GE接口的核心設備單臺運行功率已達20KW，而國內大部分IDC機房的平均功率只有5KW~6.5KW/機柜，這給機房供電系統的維護管理帶來(lái)了極大的挑戰。如何擺脫核心設備端口密度的限制?如何擺脫核心設備對IDC機房供電系統的挑戰?

  此時(shí)，CLOS架構誕生了。

25G /100G CLOS網(wǎng)絡(luò )架構圖

  架構特性：

  Leaf、Fabric、Spine交換機選用中低端盒式交換機48*25GE+8*100GE/32*100GE;

  每臺Leaf，下聯(lián)32個(gè)25GE做Server接入，8個(gè)100GE用于向上連接的上行鏈路;每個(gè)POD 16臺Leaf交換機;

  每臺Fabric交換機， 有32個(gè)100GE，16個(gè)下連16臺Leaf，16個(gè)上連至16組Spine;每個(gè)POD 8臺Fabric交換機，共32個(gè)POD;

  每臺Spine交換機，有32個(gè)100GE，全部用于下連32個(gè)POD Fabric交換機;

  每組8臺，共16組Spine交換機;

  通過(guò)Edge PODs連接外網(wǎng)，單POD集群帶寬12.8Tbps，整數據中心集群帶寬超過(guò)400Tbps。

  隨著(zhù)智能時(shí)代的來(lái)臨，大數據、人工智能等新技術(shù)的應用，對數據中心網(wǎng)絡(luò )提出了新的挑戰。如何更好地支撐Hadoop、RDMA等技術(shù)應用，成為網(wǎng)絡(luò )運維團隊關(guān)注和思考的問(wèn)題。高性能、低時(shí)延、無(wú)損網(wǎng)絡(luò )已然成為數據中心網(wǎng)絡(luò )設計和運維的主流思路。無(wú)損網(wǎng)絡(luò )如何設計和運維，下一代數據中心網(wǎng)絡(luò )又有哪些值得期待的特性，敬請關(guān)注下回分享。

      作者：權熙哲 銳捷網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)網(wǎng)系統部技術(shù)副總監