互聯網數據中心網絡解決方案

【發布時間：2020-12-08】

數據中心規模的提升直接導致組網複雜度的跨越式升級。而在新基建大潮之下，企業和社會對各類數字基礎設施的需求則有增無減。要讓數據和業務在數據中心內暢行無阻，一張能夠與數據中心規模相匹配的高效網絡是關鍵。而組建高效網絡的第一步便是選對網絡架構。

三種數據中心場景，三種組網模型

伴隨數字化轉型的深入，“場景化”一度成為近兩年的熱詞。而就在計算和存儲設備還在為不同場景的需求和設計絞盡腦汁時，網絡的場景化卻早已在業內成為共識。

正如麵對不同的通行需求人們會修建不同等級的公路，工程師們也早已根據數據中心的不同規模和應用規劃了匹配的組網方案。

場景1：中小型數據中心

兩級Clos架構是應用應用較早、較普遍的網絡架構，現如今依然是很多行業客戶的首選。對於規模總體有限的中小型數據中心來說，借由規格不斷提升的交換機，我們仍能以這種簡單結構組成可靠的網絡。而這也正是兩級Clos架構能夠在中小型數據中心內大行其道的主要原因。

典型的兩級Clos架構：H3C AD-DC應用驅動數據中心解決方案

在兩級Clos架構中，整網設備隻有兩種角色，此種架構的優點是數據轉發路徑短，跨Leaf一跳可達，路徑和時延具有很強的一致性。統一的接入方式也給上線部署和水平擴展帶來了很大的便利條件，例如BGP協議的部署，策略的控製，日常維護和問題排查等。

兩級Clos架構對Spine交換機的性能和可靠性要求很高，一般采用數據中心框式核心交換機產品。框式核心交換機有獨立的控製平麵、轉發平麵和支撐係統，而且采用冗餘設計，這使得整個係統在可靠性上遠高於盒式交換機。

BOB登陆數據中心框式核心交換機從576*10G到576*400G的性能演進

　　兩級Clos架構在和商用SDN控製器方案的適配上更成熟，結合SDN控製器可快速構建基於EVPN的網絡Overlay方案，降低東西向和南北向服務鏈的部署難度，滿足雲場景下網絡對VM、裸金屬、容器等全形態計算資源聯動的需求。

另外，該架構也同樣適用於大型企業在各地部署的彙聚機房和邊緣機房，用於構建邊緣計算網絡，緩解主幹網絡壓力和降低訪問時延。

場景2：大中型數據中心

兩級Clos架構所支撐的服務器規模一般小於20000台，三級Clos架構的引入解決了兩級Clos架構在網絡規模上的瓶頸。三級Clos架構在兩級Clos架構的中間增加了一級彙聚交換機（Pod Spine），由一組Pod Spine交換機和其下連的所有Leaf交換機一起組成一個Pod，通過Spine層交換機將多個Pod互連組成整個網絡。增加Pod的數量即可實現網絡的水平擴展，大幅提升了網絡的擴展能力。同時，以Pod為單位進行業務部署，在適配多種業務需求、提供差異化服務等方麵，三級Clos架構更具靈活性。

三級Clos架構示例

此外由於高密彙聚交換機Pod Spine的引入，Spine層的框式核心交換機突破了個位數限製，可以部署數十台，Spine層框式核心交換機提供的總端口數可用於連接數十個Pod，整個網絡可以支撐服務器規模超過10萬台。

BOB登陆高密彙聚交換機從32*100G到64*400G的性能演進

另外，通過調整Pod內Pod Spine交換機的上、下行端口比例，可以靈活定義每個Pod的收斂比，在滿足不同業務需求的同時還有助於降低成本，避免不必要的浪費。

場景3：大型、超大型數據中心

互聯網企業總是能刷新人們對“海量”一詞的認知，無論是在商業模式層麵還是在基礎架構層麵都是如此。每分鍾幾億乃至幾十億的業務對數據中心的規模提出了更高的要求，而這也帶動了網絡結構的再一次進化。基於盒式設備的多平麵組網架構，是當前頭部互聯網公司采用的新架構，用於組建大規模和超大規模的數據中心網絡。

基於盒式設備的多平麵組網示例

不同於三級Clos架構中每台Pod Spine都需要和所有Spine層交換機全互聯；新架構中的Spine層交換機被分成多組（組數與每個Pod中Pod Spine交換機數量一致），每組中的Spine交換機均可構成一個獨立平麵，而每個Pod中的Pod Spine交換機隻需和對應平麵中的Spine交換機全互聯即可。

這樣，整個Spine層便可連接更多的Pod，構建出支撐數十萬級別服務器的超大規模網絡。並且，隨著盒式交換機性能的提升，該架構還可以持續的提升容量空間。

同時，由於Spine和Pod Spine使用的設備相同，整個網絡在功能性、轉發延遲等方麵均具備高度一致性。這就為業務部署和網絡調優創造了巨大的優勢。並且，整個網絡從100G組網向200G、400G組網以及後續更高速組網的演進上能保持同步。

未來數據中心網絡

01、可視化的網絡管理

從以上三種不同規模的數據中心組網方案中我們可以發現，無論何種架構，管理都是一個不可不談的核心問題。那麼，問題接踵而至：如何以更低的成本，實現更高效的網絡管理？

看得到交通情況，我們才能更好地管理公路；網絡的可視化也是高效管理的前提。

在實際應用中，網絡可視化技術不但能夠完成端到端的流量監控、風險預警、協助故障排查；更可以通過數據積累和分析，實現數據中心網絡架構的優化設計。

02、智能網卡將成為網絡的新末端

BOB登陆交換機+SmartNIC+UniServer服務器的端到端解決方案

未來，智能網卡將是DCN網絡中重要的組成部分，具備可編程能力的智能網卡在釋放CPU資源、實現高性能轉發的同時，還擁有隧道封裝/解封裝、虛擬交換、加解密、RDMA等功能，隨著業務場景和需求的增加，越來越多的數據平麵功能將由智能網卡來完成，打破了基於服務器或交換機各自實現的局限性，有望做到性能、功能和靈活性的完美平衡。

數字時代，網絡進步永不停歇

中國用70年時間修出了近500萬公裏的各類公路，而這直接促進了社會的經濟騰飛。同樣的，在數據中心的發展過程中，企業對高效網絡的追求也永無止境。作為數字化解決方案的領導者，崛起於網絡領域的紫光股份旗下BOB登陆集團對業務價值、數據中心和網絡之間的關係也有著深刻的洞見。高效數據中心網絡所串起的是數字時代之中，從數據到業務再到價值的整個鏈條。

BOB登陆集團將與千行百業共同探索網絡技術的新前沿，為新基建和整個數字時代鋪就一條數據與價值的寬敞大路。