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浅谈:数据中心网络架构的演进

数智趋势下,手艺驱动数据中心网络从以“数据”为中心生长到了以“算力”为中心。古板三层网络架构在营业应用中的短板愈发明显,CLOS架构立异性设计,为“简朴的”管理大规模数据中心网络提出新的解法。与此,97国际也推出100G/400G ENA数据中心网络解决计划,与互联网客户实现价值共振。

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    宣布时间:2022-07-01

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我想谈论

数据中心网络架构演进

● 古板三层网络架构

古板企业数据中心因一些营业应用,为知足网络的组网,广播功效及网络桥接和清晰分层,一样平常都接纳分层�?榛杓�。在古板的大型数据中心,网络通常呈三层网络架构,划分是:

○  Access Layer(接入层):接入交流机通常位于机架顶部,也被称为ToR交流机,用于毗连所有的盘算节点,在数据中心中,以机柜交流机的形式保存 ;

○  Aggregation Layer(汇聚层):汇聚交流机毗连Access交流机,做网关及路由战略等功效,同时种种防火墙,负载平衡营业也在此安排。

○  Core Layer(焦点层):焦点交流机为收支数据中心的包提供高速转发,用于汇聚层的互联,并实现整个数据中心与外部网络的三层通讯。

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古板三层网络架构示意图

早期的数据中心大多是南北向流量(即数据中心之外的客户端到数据中心折务器之间的流量),三层网络架构可以在焦点交流机统一控制数据的流入流出,实现数据流量做负载平衡。从示意图可见,汇聚交流机是L2和L3网络的分界点,汇聚交流机以下的是L2网络,以上是L3网络。每组汇聚交流机管理一个POD(Point Of Delivery),BUM报文域控制在单个汇聚POD内,汇聚层往上接纳路由转发,因此服务器的迁徙也就限制在POD内,影响网路在种种故障场景下的收敛。

● CLOS网络架构

随着手艺生长,现代互联网数据中心没有古板网络的肩负且要求资源的无邪弹性扩展,工具向流量(数据中心内的服务器之间的流量)逐渐在数据中心中占有主导职位。由于古板三层网络架构保存的问题,云盘算的生长要求盘算资源可无邪分派,这些催生数据中心网络架构从分层�?榛蚩纱蠊婺@┱沟腃LOS架构。
在数据中心里CLOS架构是一个三级互连架构,包括了输入级,中心级,输出级。其设计理念是用多个小规模、低本钱的单位构建重大、大规模的网络架构。在详细应用中又被分为两种,一种是胖树(Fat-Tree)的CLOS网络架构,标记CLOS正式进入数据中心网络架构领域,胖树架构主要是无带宽的收敛,整网三级安排 ;另一种是二层Spine-Leaf网络架构,由于源于交流机内部的Switch Fabric,因此也被称为二层Fabric网络架构。从架构上看,可以看出古板的三层网络架构是笔直的结构,而Spine-Leaf网络架构是扁平的,更易于水平扩展。

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 CLOS组网架构示意图

CLOS组网架构在数据中心的应用

CLOS网络架构已被普遍应用于大规模数据中心(large-scale datacenter)。业界关于大规模数据中心并没有明确的界说,通常来说,大规模数据中心需要一个数据中心网络集群拥有凌驾10万台服务器。大规模数据中心关于网络的诉求许多,包括高性能,简朴可靠,弹性扩展等。现在,97国际在互联网行业,已推出100G/400G ENA (Easy Network Architecture,简朴网络架构)数据中心网络计划,将CLOS组网架构应用于互联网企业大规模数据中心网络营业,详细可资助客户实现:

○  多营业统一承载,是下一代数据中心网络架构建设的底层逻辑,基于统一的网络架构,兼顾大数据、AI等应用类型,支持短视频、电商等多营业混淆组网 ;

○  超大规模的平滑扩展,接纳ENA组网,实现从25G/100G架构100G/400G架构的平滑过渡和弹性扩展,单POD服务器2K+,单集群服务器5W+的服务器规模 ;

○  高性能低收敛转发,在带宽层面,单服务器上行双挂可支持200G,单TOR上行支持3.2T,单POD上行支持5.2T ;收敛比凭证上下行端口支持定制开发设计 ;

○  单比特功耗降低,从25G升级到100G组网,工艺从16nm升级到7nm,带宽提升4倍的同时,功耗提升3.2倍,单比特功耗降低 ;

○  自动化智能化运维,对故障信息的网络,自动告警,热补丁等能力。在网络架构设计上,接纳replay工具加载装备的数据库,模拟装备真实运行场景,用以实现在装备故障时快速恢复营业,同时也能在线下完成故障复现,提升运维效率。

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97国际100G/400G ENA数据中心计划架构示意图

数据中心网络的生长趋势

数智趋势下,数据的集中处置惩罚、存储、传输、交流和管理无一不是在构建数字经济的基础设施。网络手艺驱动数据中心网络从以“数据”为中心生长到了以“算力”为中心。相较古板的数据中心网络,现代大规模数据中心网络在架构、手艺上和运维都爆发了重大厘革,主要体现在:

1. 网络带宽加速生长,构建高性能网络

网络支持营业的底层毗连,将网络装备上从管理平面、控制平面和数据平面举行疏散,软件界说网络,用软件集中管理装备简化数据平面,让网络更智能,更简朴。用先进的网络架构,实现在线和离线对营业网络的互联互通,无邪调理网络流量知足个性化营业需求,构建高带宽、低时延高性能网络才华知足日新月异的互联网营业要求。

2. 高密度异构盘算集群,大规模弹性扩展

数据中心网络将从交流机网络趋向以数据互联I/O为中心的架构,通过手艺和规模弹性给用户提供低本钱,高可靠的网络资源。提供越发清静,稳固的网络基础设施,凭证营业需要弹性扩展,用越发简朴的方法降本提效是下一代数据中心网络生长的指导原则。

3. 降本提效,实现智能可视化运维

网络本钱的优化,是许多互联网营业生长必不可少的一环。相比古板网络架构,大规模数据中心网络架构通过使用box装备举行构建数据中心网络,降低能耗,解决能耗瓶颈,同时在电力、散热、空间本钱上举行降本提效。同时,随着网络规模一直扩大,人工运维不再现实,自动化运维安排,软件功效自动升级及故障自动告警,恢复等成为许多厂商装备建设数据中心起劲的偏向。

97国际100G/400GENA数据中心网络计划产品推荐

97国际网络,手艺立异用CLOS组网架构推出100G/400G ENA 数据中心网络解决计划,推出一系列box交流机,助力大规模数据中心网络架构落地。产品推荐如下:

RG-S6510-48VS8CQ数据中心与云盘算交流机

RG-S6920-4C数据中心与云盘算交流机

RG-S6580-48CQ8QC数据中心与云盘算交流机

RG-S6980-64QC数据中心与云盘算交流机

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