云計算推動的變革：核心交換機這幾年

云計算為我們帶來了什么?這個話題在很多人看起來有些老生常談，因為答案無外乎是更為簡便的服務(wù)模式、更為彈性且按需付費的計量方法或者更低的成本等諸如此類的內(nèi)容。不過，如果我們不從應(yīng)用方面考慮這一問題，而是換一種角度，從設(shè)備提供商的角度來審視的話，會發(fā)現(xiàn)答案截然不同。

云計算其實就是“網(wǎng)絡(luò)即計算機”這種理念的一種實現(xiàn)：世界上再也沒有任何本地計算終端，無論是電腦還是手機，所有的計算資源只集中分布在全球各處的幾個大型數(shù)據(jù)中心之內(nèi)，所有的終端都連接到這些數(shù)據(jù)中心，核心交換機是網(wǎng)絡(luò)中最為關(guān)鍵的節(jié)點。隨著云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的流行，這些節(jié)點面臨很大的數(shù)據(jù)交換壓力，由此推動了核心交換機技術(shù)的突飛猛進。

云計算為我們帶來了什么？這個話題在很多人看起來有些老生常談，因為答案無外乎是更為簡便的服務(wù)模式、更為彈性且按需付費的計量方法或者更低的成本等諸如此類的內(nèi)容。不過，如果我們不從應(yīng)用方面考慮這一問題，而是換一種角度，從設(shè)備提供商的角度來審視的話，會發(fā)現(xiàn)答案截然不同。

對于設(shè)備提供商而言，云計算最大的好處，就是為用戶提供了一個將設(shè)備更新?lián)Q代的理由。市場調(diào)研機構(gòu)Gartner在2012年7月最新公布的數(shù)據(jù)顯示，今年全球IT支出金額總量將增長3%，達到3.6萬億美元。這一增長很大程度上得益于云計算的概念。根據(jù)Gartner同期公布的另一組預(yù)測數(shù)據(jù)，到2016年，用戶在云計算方面的IT支出總量將是2012年的一倍，達到2070億美元。

那么，為什么云計算會讓用戶心甘情愿地從口袋中掏出錢來？

對于云計算，大部分人都承認(rèn)，其改變了傳統(tǒng)的IT交付模式。如今，越來越多的數(shù)據(jù)和流量都開始集中在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，計算資源與存儲資源正在從客戶端向服務(wù)器端傾斜。對于這種現(xiàn)象，有一個非常形象的說法：數(shù)據(jù)大集中。這一名詞最早出現(xiàn)在金融行業(yè)的業(yè)務(wù)處理之中，而今，數(shù)據(jù)集中或者數(shù)據(jù)整合的趨勢已經(jīng)開始向眾多行業(yè)進行拓展。虛擬桌面的應(yīng)用，無疑就是最好的佐證之一。

數(shù)據(jù)的集中處理，也就是將大部分的數(shù)據(jù)處理工作全部交給數(shù)據(jù)中心。毫無疑問，無論是從成本節(jié)省的幅度還是可管理性上，都要遠遠高于將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)留在本地客戶端的做法。然而，這卻對數(shù)據(jù)中心的性能提出了新的要求。對于用戶而言，提高性能的最有效做法之一就是對IT設(shè)備進行更新。這無疑正中了設(shè)備提供商的下懷。

不一樣的

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)中心流動得越多，帶給數(shù)據(jù)中心的壓力也就越大。因此，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為一個不同基礎(chǔ)設(shè)施間緊密關(guān)聯(lián)，同時能夠并發(fā)進行數(shù)據(jù)操作的整體。全球的流量模型正在從客戶端與服務(wù)端之間的交換向著服務(wù)端與服務(wù)端的交換演進。

流量模型的轉(zhuǎn)變，使得數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也發(fā)生了一些變化。其中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的增長最為顯著，這也使得用戶對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能提出了更高的需求。除此之外，在端口密度、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)也在提出一些新的需求?！队嬎銠C世界》曾經(jīng)撰文（2011年4月25日《交換機新生》）列舉了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的七大趨勢，這些趨勢分別是虛擬化、網(wǎng)絡(luò)流量模式改變、網(wǎng)絡(luò)扁平化、多鏈接半透明互聯(lián)協(xié)議、虛擬物理交換機管理、虛擬機遷移以及網(wǎng)絡(luò)聚合等。以上所列出的這些需求和趨勢，同傳統(tǒng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的特性相比起來，更加多樣也更加復(fù)雜。

計世資訊2012年發(fā)布的《2011~2012年中國網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場發(fā)展趨勢研究報告》中認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場發(fā)展的驅(qū)動力包括四個方面，分別是更高的網(wǎng)絡(luò)安全性能要求、更高的穩(wěn)定性能、更多的數(shù)據(jù)中心服務(wù)需求以及更便捷的網(wǎng)絡(luò)管理。同時，這一報告中還提到，接口趨向高速化、多業(yè)務(wù)趨向以及交換能力趨向海量化和集群化已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展的趨勢。

來自計世資訊的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2009年，國內(nèi)企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場規(guī)模為234.7億元，增長率-0.3%，而到2010年這兩項數(shù)據(jù)分別增長到256.3億元以及9.2%。2011年，國內(nèi)企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場規(guī)模達到266.8億元，增長率4.1%。

“為了能夠支撐起云計算的架構(gòu)，我們在未來還會見到交換規(guī)模更為大型的數(shù)據(jù)中心交換機產(chǎn)品。這一市場的競爭也會愈發(fā)激烈。”計世資訊高級分析師丁震表示。

核心交換機哪兒變了？

一方面，云計算正在推動著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的更迭;另一方面，與園區(qū)網(wǎng)和城域網(wǎng)不同，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)又有著自己的獨特特性。這兩方面的因素，使得用戶需要重新擬定采購計劃并掏腰包為此“買單”。對于用戶而言，曾幾何時，云計算確實是以一個市場營銷概念和噱頭的身份出現(xiàn)的。而如今，其神秘的面紗已經(jīng)被掀開，很多用戶已經(jīng)切實了解到其巨大的魅力以及所帶來的市場價值。這也就是為什么設(shè)備提供商會“喜歡”云計算這一概念。

云計算之于數(shù)據(jù)中心核心交換機，就好像是在一壺溫水下點起了一團旺火。

市場：新品頻發(fā)

對于數(shù)據(jù)中心核心交換機，大部分人的認(rèn)知都是從2008年發(fā)布的思科Nexus 7000系列交換機開始的。隨后，2009年，H3C推出S12500數(shù)據(jù)中心核心交換機產(chǎn)品，以100GE為賣點抗衡思科。2010年，阿爾卡特朗訊重整企業(yè)業(yè)務(wù)，將OmniSwitch 10000系列產(chǎn)品推上市場。同年年底，瞻博（Juniper）正式發(fā)布其QFabric概念，并于2011年初發(fā)布相關(guān)的QFX3500交換機產(chǎn)品。2012年5月，曾經(jīng)主打運營商市場的“大佬”華為發(fā)布了其進入企業(yè)級市場后的首款數(shù)據(jù)中心核心交換產(chǎn)品CloudEngine 12800系列。

同時，在這4年的時間中，包括博科、Force10、極進網(wǎng)絡(luò)（Extreme Networks）、Arista Networks、銳捷網(wǎng)絡(luò)等也都紛紛推出了自己的數(shù)據(jù)中心核心交換機產(chǎn)品。

從目前我們能夠見到的所有交換機的官方資料來看，作為目前最新發(fā)布的核心交換機產(chǎn)品，華為CloudEngine 12800系列在數(shù)據(jù)上的表現(xiàn)非常搶眼：交換容量48Tbps、單槽位轉(zhuǎn)發(fā)能力2Tbps、支持24端口40GE/96端口10GE/48端口10GE等線速板卡。整機最大支持96個100GE/288個40GE/1152個10GE線速端口。華為方面資料顯示，CloudEngine 12800系列采用業(yè)界領(lǐng)先的全正交架構(gòu)設(shè)計，能夠減少業(yè)務(wù)板與交換網(wǎng)板間的額外走線損耗并降低延時，提高槽位帶寬。同時發(fā)布的TOR交換機CloudEngine 6800系列支持4個40GE上行接口和48個10GE下行接口。而對于產(chǎn)品推出時間已經(jīng)比較長的產(chǎn)品，相關(guān)廠商都會通過軟件升級或者發(fā)布新模塊的方式，最大可能地滿足用戶的新需求。比如說，在華為發(fā)布CloudEngine 12800的同時，阿爾卡特朗訊就宣布為OmniSwitch 10000系列增加8端口40GE和16端口10GE模塊，并對架頂和核心交換機軟件進行升級。

在這4年間，綜合類大型IT廠商也開始越來越多地認(rèn)識到網(wǎng)絡(luò)的重要性。2009年年底，惠普宣布以27億美元現(xiàn)金收購一代網(wǎng)絡(luò)巨頭3Com;2010年10月，IBM公司收購網(wǎng)絡(luò)刀片交換機廠商Blade Network;2011年7月，戴爾宣布收購數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商Force 10。2012年，我們身邊是否還會出現(xiàn)這種綜合類大型廠商吞并網(wǎng)絡(luò)公司的案例，我們將試目以待。

產(chǎn)品：功能豐富

云計算需求推動了數(shù)據(jù)中心核心交換機的發(fā)展，而為了滿足這種需求，數(shù)據(jù)中心核心交換機產(chǎn)品就要從屬性上貼近云計算的特性，做出適合云計算發(fā)展的變化。上文所提到的虛擬化、網(wǎng)絡(luò)流量模式改變、網(wǎng)絡(luò)扁平化、多鏈接半透明互聯(lián)協(xié)議、虛擬物理交換機管理、虛擬機遷移以及網(wǎng)絡(luò)聚合等數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)趨勢，很大程度上迎合了云計算資源配比彈性且集中化的特性。

在數(shù)據(jù)中心核心交換機產(chǎn)品中，模塊化是一個非常重要的特性。在足夠背板帶寬的支撐下，用戶可以根據(jù)自己的需要配置不同的接口處理器或者接口卡，以實現(xiàn)不同的功能。同時，如同上文所提到的，模塊化所帶來的靈活性，使得廠商可以隨時對產(chǎn)品做出升級。以H3C的S12500舉例，目前其所擁有的功能模塊包括防火墻接口板模塊、IPS接口板模塊、負(fù)載均衡接口板模塊、應(yīng)用控制網(wǎng)關(guān)接口板模塊、網(wǎng)絡(luò)分析接口板模塊、無線控制器接口板模塊、流量清洗接口板模塊等，以及多種支持不同端口數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的接口板。

如今，大部分高端和中端交換機產(chǎn)品都已經(jīng)實現(xiàn)了模塊化，非模塊化的固定端口產(chǎn)品已經(jīng)不多見了。因此，作為一項基本功能，其也并不值得設(shè)備供應(yīng)商在宣傳中大書特書。不過，模塊化可以說是在數(shù)據(jù)中心核心交換機發(fā)展演進過程中的一個重要歷史節(jié)點，其決定了未來交換機產(chǎn)品的發(fā)展。

諸如設(shè)備虛擬化、堆疊、二層網(wǎng)絡(luò)、SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）、虛擬應(yīng)用流量感知等功能和技術(shù)，如今已經(jīng)被太多人所談?wù)?，因此在這里不再贅述。值得一提的是，在采訪中，《計算機世界》所采訪到的用戶對于以上這些功能表現(xiàn)出了興趣，對虛擬化應(yīng)用也有一定需求，但是還只是處于關(guān)注階段。而設(shè)備供應(yīng)商普遍認(rèn)為，云計算為數(shù)據(jù)中心帶來了集中管理、虛擬化數(shù)據(jù)識別、多數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)遷移等問題，未來數(shù)據(jù)中心核心交換機亟需在這些方面尋找到解決方法和突破口。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的

“摩爾定律”

大名鼎鼎的摩爾定律定義了半導(dǎo)體產(chǎn)品的更新周期為18個月。那么，在數(shù)據(jù)中心核心交換機產(chǎn)品上，是否也存在相同的定律來定義產(chǎn)品的更新周期？

如果我們回顧交換機的發(fā)展歷史，會發(fā)現(xiàn)從其開始真正應(yīng)用至今，也就不過20年的時間，而數(shù)據(jù)中心核心交換機市場真正興起和發(fā)展的時間相比起來會更短。坊間傳言，思科會在2012年年內(nèi)發(fā)布其Nexus 7000的下一代的產(chǎn)品。如果參照這個數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)中心核心交換機的產(chǎn)品更迭周期大概在4~5年左右。

這樣依據(jù)非官方消息進行的推測似乎顯得不是那么嚴(yán)謹(jǐn)。那么我們不妨從最高端芯片的發(fā)布時間來重新看一看數(shù)據(jù)中心核心交換機市場。2012年4月份，博通（Broadcom）正式推出了其100GE交換解決方案BCM88650系列。作為博通Dune Networks Fabrics的第五代產(chǎn)品，BCM88650是一款整合了流量管理、包處理器等功能在內(nèi)的單芯片解決方案。不過，這并不是博通第一款100GE的交換芯片產(chǎn)品。實際上，2010年底，博通對BCM88600的發(fā)布才是其首次推出100GE芯片。再向前追溯的話，我們會發(fā)現(xiàn)博通早在2002年前后就已經(jīng)發(fā)布了10GE的實驗產(chǎn)品，并且在2007年的11月份正式推出了10GE交換芯片BCM56820。當(dāng)然，隨后發(fā)布的StrataXGS 4系列中的BCM56624也同樣如BCM88650一樣是一款集成化產(chǎn)品。

從推出10GE產(chǎn)品到100GE產(chǎn)品，時間跨度大概經(jīng)歷了3年。作為全球最大的交換芯片廠商之一，博通所推出的芯片產(chǎn)品在當(dāng)時都可以算得上高端。我們已經(jīng)可以確定，從10GE到100GE芯片升級需要3年時間準(zhǔn)備，如果算上核心交換機產(chǎn)品在開發(fā)、工程以及測試中所耗費的時間的話，那么，將數(shù)據(jù)中心核心交換機的“摩爾定律”更新周期定為5年左右是合適的。

也許有人會有疑問，為什么將40GE跳過了？實際上，在博通的規(guī)劃中，已經(jīng)將10GE和40GE融合在了一起。以其BCM56840舉例，這一芯片不僅提供了最多64個10GE端口，還能夠支持40GE。

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