SDN网络 将重塑以太网交换机发展形态

星石当当

星石科技（www.xshkj.com）
第1页：速度与流向

现在购买一台以太网交换机再也不是一个简单的任务了，因为随着IT技术的不断创新，企业的网络架构也变得越来越复杂。为了满足企业网络的新需求，采购者在部署配置交换机产品时，必须要了解和学习各种产品在技术上的细微差别，才能最终确定需要的是什么样的设备。



如果认为新的以太网技术只是提供了更快的网络传输速度的话，那么你可能仅仅看到了全部景象中的一个点。的确，更快的传输速度是考察新以太网交换的重要标准之一，像10GbE和40GbE产品都已经拥有了非常广阔的应用平台。可是除了传输的速度，新的转发技术期望更好地将连接到第2层域的设备资源全部有效利用起来，来提高转发效率。正如现在业内热炒的软件定义网络（SDN）技术，通过虚拟化来调度设备资源，将效率最大化一样。

速度与流向

在过去几年中，数据的承载能力是最容易观察到的以太网变化，万兆以太网现在已经无处不在，应用也可以随处可见，而千兆接入层交换机更已经普及了配备2个或4个10GbE的上行链路端口的标准。



数据中心以太网交换机的出货量

现在许多机架交换机机型都采用了密度较高的万兆以太网端口，支持40GbE上行链路的连接。而也有一些进入市场的交换机支持10GBase-T标准，可作为在数据中心通过运行万兆铜缆来代替昂贵的光纤解决方案。

面对以太网传输速度的提升，大量数据涌向主机，这就需要数据在内部网络可以进行更为快速地交换。而在云计算时代下的数据中心流量模型和传统运营商流量模型不同，数据中心中主要是服务器和服务器之间的东西向流量。为保证业务正常开展，需要支持网络数据的无阻塞、低延迟转发。

高端数据中心交换机往往是非阻塞的，这意味着它们可以跨所有端口进行全线速双向转发。即使一个10GbE交换机不是非阻塞的，在主机向和上行链路端口之间对交换机采用超额的配置比率，其面对需要转发的数据也是数量惊人的。

不过现在交换机厂商在端口到端口时延方面取得了跨越式发展，通过测量设备切换帧的时间最好表现为几百纳秒。

第2页：转发技术演进

转发技术演进

在转发流量领域，现在业界在2层链路转发上的技术有了长足的进步，链路不会被生成树算法阻塞。最常见的方法是多机箱链路聚合（MLAG），它允许两个或多个物理交换机呈现一组平行的链路作为单一的聚合链路。通过使用行业标准的LACP协议实现链接捆绑，MLAG允许完全冗余的交换基础设施，可以与任何其他具有LACP功能的设备连接。



多机箱链路聚合（MLAG）架构

而除了MLAG，现在更有TRILL（多链接透明互联）和SPB（最短路径桥接）等技术，来提高网络扩展性及可靠性。这两个协议的目标都是实现数据中心网络的简化和互联，虽然在概念上，部署上都有类似的，但实际上TRILL和SPB是不兼容的两个技术。

SPB来源于运营商以太网，TRILL则起源于企业数据中心，因此，如果是运营商，可能选择SPB更好；如果是数据中心用户，TRILL可能更合适。如果从网络管理人员的角度考虑，对交换机更熟悉的应该对SPB掌握更容易；对路由器更熟悉的管理员应该对TRILL更易掌握。在应用环境上，TRILL更适用于企业正在使用的老设备，SPB则更适用于运营商正在使用的旧桥接设备。另外，TRILL非常适合大型网络。

以太网交换机现在已经成为一个存储流量的交汇点。由于采用光纤通道的SAN（存储局域网）仍然普遍存在于许多数据中心内，以太网交换机往往能够在以太网内转发FC帧，该技术被称为FCoE（以太网光纤通道）技术。

这使得数据中心运营商可以通过一个融合网络适配器发送数据和存储流量，来降低接入主机的布线。能够在FCoE中部署的以太网交换机，也能够桥接至FC SAN网络架构中。

软件定义网络

不断增长的SDN需求趋势无疑对以太网交换机的发展也产生了重要影响，尤其是在数据中心的环境下，将网络的运作分成软件形式的控制层和硬件形式的数据层，通过对控制层的控制器软件进行网上操控，即快速实现IT服务的自动调配。

同时现在交换机厂商都在致力于令他们的硬件产品更容易使用和部署，通常是通过开放API来实现设备间的兼容性或拓展功能的。虽然API并不是一个自动化的解决方案，但通过越来越多的厂商对其拓展性的支持，已成为设备性能拓展的一个关键组成手段。

当然，OpenFlow协议的不断推广，对于交换机厂商来说，威胁性是依旧存在的，但相较一年前，业内对它的热情明显少了几分。即便如此，依靠OpenFlow的开源项目，如OpenDaylight仍然进行着SDN网络应用的创新研究，同时也成为一些设备供应商的专有SDN生态系统中的一部分。

尽管现在整个行业放缓了对OpenFlow协议的采纳，但它仍然是将交换机转发表进行可编程的一个新兴方式。事实上，像NEC和BigSwitch这样的设备供应商，都曾经在OpenFlow上下过重注，生产交换机、控制器，以及在物理硬件中依赖于OpenFlow推行的转发策略的应用程序。

综上所述，对于网络行业来说，交换机是一个巨大的创新领域，各个供应商都在寻找更为有效的技术或方法，以期能够脱颖而出。不过，这是需要时间和应用的检验的。对于潜在的企业采购客户，需要了解到不是每一台交换机都是适合其进行网络部署的，在购买前对相关产品的特性和技术进行了解，已成为必不可少的一项科目。