增強(qiáng)型服務(wù)器取代交換機(jī)你覺得靠譜嗎

由于越來越多的服務(wù)器被虛擬化，因此服務(wù)器之間的連接也自然而然地主要通過運(yùn)行在服務(wù)器上的虛擬交換機(jī)來進(jìn)行。如此便出現(xiàn)了一個(gè)問題：架頂式數(shù)據(jù)中心交換機(jī)（ToR）最終會(huì)被并入服務(wù)器嗎？

支持者們認(rèn)為答案是肯定的，尤其是因?yàn)楝F(xiàn)在的服務(wù)器一般都是多核的、2層智能的和高密度光接口的。因此上行的內(nèi)核連接可由光交叉連接來提供，這不過是把流量從服務(wù)器轉(zhuǎn)移到方向引導(dǎo)器上而已。

比較保守的人則認(rèn)為答案是否定的，或者說短期內(nèi)不可能。服務(wù)器還將繼續(xù)承擔(dān)虛機(jī)間的交換責(zé)任，而架頂式交換機(jī)則將繼續(xù)存在下去。

在問及服務(wù)器是否最終會(huì)取代ToR交換機(jī)時(shí)，Dell“Oro的交換機(jī)分析師Alan Weckel說：

“這個(gè)問題沒辦法簡單作答。歸根結(jié)底，機(jī)架服務(wù)器還是要連接到ToR交換機(jī)上去的。這就是目前80%的市場現(xiàn)狀。所以說，ToR不會(huì)很快消失?！?/p>

Fiber Mountain的觀點(diǎn)與此不同。這家新創(chuàng)企業(yè)專門設(shè)計(jì)軟件控制的光交叉連接，就是為了盡可能避免太多的數(shù)據(jù)包在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器端口之間的點(diǎn)對點(diǎn)光纖鏈路上進(jìn)行處理。

“我們正準(zhǔn)備擯棄層的概念：交換機(jī)層、交換機(jī)之間的鏈路層，等等，”Fiber Mountain的創(chuàng)始人兼CEO MH Raza說。“交換作為一種功能正在從交換機(jī)盒子里分離出來，成為服務(wù)器盒子里的與其他功能共存的功能。假如我們把交換功能放入服務(wù)器里，其邏輯就和機(jī)架前端的很多服務(wù)器一樣，服務(wù)器內(nèi)置交換機(jī)就跟內(nèi)置了眾多的虛機(jī)一樣。為何不能在服務(wù)器上進(jìn)行交換呢？這在服務(wù)器上是可以做到的。”

Raza說，他知道有一家廠商（名字略去）制作的英特爾多核主板就帶Broadcom Trident II交換芯片和一個(gè)高容量光纖連接器。這個(gè)1U設(shè)備有一個(gè)光纖接口，可支持最多64個(gè)25Gbps通道，容量可從800G到1.6Tbps—這一容量與英特爾和Corning MXC連接器的一樣。利用MXC以及相同的硅光子技術(shù)，服務(wù)器之間也能直接通信，而無須使用任何交換機(jī)。

“交換是可以由服務(wù)器來做的，”他說?！拔铱梢苑峙鋽?shù)據(jù)包走右邊的通道。它還需要去多少個(gè)地方？10個(gè)、12個(gè)，還是40個(gè)？都不成問題。只要你有MXC連接器，你就能讓數(shù)據(jù)包去32個(gè)不同的目的地。”

Raza稱，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)現(xiàn)在就是可能的，而之所以沒人談?wù)撍?，是因?yàn)檫@一前景極具顛覆性。我們依然還帶著傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)思維的眼罩?！坝袥]有人談?wù)撍Q于市場采用硅光子技術(shù)的速度有多快，”Raza說。“但它現(xiàn)在肯定是可以做到的。具體時(shí)間表要取決于技術(shù)和市場上的投資和轉(zhuǎn)移?！?/p>

鑒于VMware的NSX產(chǎn)品可在VMware虛擬服務(wù)器環(huán)境中處理虛擬交換，你或許會(huì)認(rèn)為該公司就是服務(wù)器最終包容交換機(jī)這一概念的最大支持者。但VMware網(wǎng)絡(luò)安全事業(yè)部的首席技術(shù)戰(zhàn)略官Guido Appenzeller稱，盡管服務(wù)器作為ToR交換機(jī)架構(gòu)模式是為超大規(guī)模環(huán)境而提出的，也從未見到它被實(shí)際使用過。

“總之，如果想放棄ToR，那服務(wù)器就得增加類似包分類引擎的新的芯片，”Appenzeller說?！翱赡苄枰诜?wù)器內(nèi)增加一個(gè)微型交換機(jī)。但今天的服務(wù)器架構(gòu)還無法支持它。”

微型交換機(jī)應(yīng)該是以太網(wǎng)設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器-to-服務(wù)器的光纖直連。另一種選擇是1層交叉連接和服務(wù)器主板上的多路復(fù)用，Appenzeller說。

Appenzeller之所以贊成以太網(wǎng)微型交換機(jī)，是因?yàn)榇祟惤粨Q機(jī)對于服務(wù)器圈子來說相當(dāng)熟悉，而且它對VLAN的分隔能力也是有些光交叉連接無法做到的?！暗覐奈匆姷接姓l部署過這兩者，”Appenzeller說?？赡苁且?yàn)門oR交換機(jī)的端口價(jià)格下跌得很快，而使兩者都顯得不太可行吧。

Dell”O(jiān)ro對此也表贊同。該咨詢機(jī)構(gòu)的報(bào)告稱，2011年到2016年間，10G以太網(wǎng)的平均端口售價(jià)從715美元跌到了212美元。

據(jù)Cumulus網(wǎng)絡(luò)公司CEO兼聯(lián)合創(chuàng)始人JR Rivers說，網(wǎng)絡(luò)芯片廠商如Broadcom和Mellanox所提供的網(wǎng)絡(luò)處理器的性價(jià)比要高于通用CPU。還有，帶網(wǎng)絡(luò)功能的中央CPU的性能會(huì)下降，從而會(huì)使其價(jià)值降低。就像Rivers所言：“要在CPU上多增加一個(gè)方塊，回報(bào)肯定會(huì)受損?！?/p>

River稱，之前也曾有企業(yè)評估過光纖互連和背板，但由于成本太高，太過復(fù)雜而沒能啟動(dòng)。而解耦和池化計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)資源則可以通過軟件讓IT機(jī)架更為靈活、敏捷，利用硅光子互連架構(gòu)可將所有這些池化資源都連接起來。

然而這種方式仍可能被證明過于復(fù)雜而不切實(shí)際，Rivers稱。

“光背板太過復(fù)雜，所以才沒能普及開來，”他說?！癛ackScale與今天的數(shù)據(jù)中心環(huán)境耦合得相當(dāng)緊密，而且是經(jīng)過良好設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，這一點(diǎn)與能夠在全網(wǎng)上快速遷移的松耦合系統(tǒng)是不同的。RackScale似乎想一招鮮吃遍天，但這是不可能的，而且其客戶往往也無法從中獲益。”

他將這種努力比喻做嵌入刀片服務(wù)器中的刀片式交換機(jī)，用戶一般都會(huì)忽略其存在，仍然會(huì)繼續(xù)讓刀片與思科的交換機(jī)端口連接。

依照同樣的思路，River對數(shù)據(jù)中心使用光技術(shù)，繞開ToR交換機(jī)，直連服務(wù)器的做法也表示了懷疑。

“傳輸一個(gè)大文件不到一秒，所以很難看到這種技術(shù)的好處，”River說?！耙肟吹焦饨徊婕夹g(shù)成為永久改變網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù)要素也很困難。更何況它們已存在了相當(dāng)一段時(shí)間了?！?/p>

按照英特爾的說法，即便服務(wù)器將會(huì)承擔(dān)更多的交換智能和本地功能，但ToR仍將作為物理上獨(dú)立的交換機(jī)存在。

“ToR仍將在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部發(fā)揮重要作用，”英特爾通信基礎(chǔ)設(shè)施部門總經(jīng)理Steve Price說?！澳壳暗内厔菔?，在服務(wù)器機(jī)架上還會(huì)不斷增加網(wǎng)絡(luò)智能。例如，策略執(zhí)行和多租戶隧道功能今天或者發(fā)生在vSwitch上，或者發(fā)生在ToR上。隨著機(jī)架內(nèi)計(jì)算密度的增加，以及服務(wù)器上SDN和NFV的出現(xiàn)，機(jī)架內(nèi)每個(gè)隔板上跨虛擬和物理交換機(jī)的東西向流量將會(huì)增加。服務(wù)器將會(huì)成為能夠通過IA架構(gòu)上的軟件處理數(shù)據(jù)包的混合平臺(tái)，利用隔板內(nèi)的交換可匯聚和管理跨多臺(tái)服務(wù)器的工作負(fù)載?！?/p>

Price說，隔板內(nèi)交換可以為本機(jī)架內(nèi)的多臺(tái)服務(wù)器提供低延遲的連接性，然后通過100G以太網(wǎng)將流量匯聚給ToR。不過他也承認(rèn)，在每個(gè)服務(wù)器隔板上提供高密度端口的交換會(huì)增加布線成本，所以英特爾建議可將所有服務(wù)器隔板上的流量匯聚起來，通過100G以太網(wǎng)再上行鏈路給ToR。

英特爾的戰(zhàn)略就是增加在Open vSwitch社區(qū)項(xiàng)目上的投入，關(guān)注數(shù)據(jù)平面開發(fā)工具套件（DPDK），同時(shí)提升IA架構(gòu)上虛擬交換的性能，在需要的時(shí)候可以讓硬件卸載流量給NIC和/或物理交換機(jī)。Price稱，DPDK目前已計(jì)劃納入Open vSwitch 2.4。

Price認(rèn)為，RackScale架構(gòu)更關(guān)注的則是超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，此類數(shù)據(jù)中心的管理者希望降低TCO，提高資源的靈活性和敏捷性。

思科計(jì)算系統(tǒng)產(chǎn)品事業(yè)部的技術(shù)營銷總監(jiān)Dan Hanson說，英特爾和思科之間已對RackScale架構(gòu)，以及一般地對服務(wù)器/交換機(jī)的解耦和分布式內(nèi)存體系都進(jìn)行了討論。Hanson認(rèn)為，思科對交換機(jī)解耦的觀點(diǎn)是與英特爾互補(bǔ)的，但在如何最好地實(shí)現(xiàn)解耦方面存在分歧。

“這個(gè)概念包含了很多的承諾，也有很多人在推動(dòng)這件事情，”Hanson說?！八伎浦皇窍雽ふ业綄?shí)現(xiàn)它的最佳途徑。”

Hanson認(rèn)為，英特爾的DPDK是一種可能的途徑，因?yàn)樗梢杂靡恍┯布磔o助思科的UCS服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化應(yīng)用中能力的發(fā)揮，而通用的x86平臺(tái)是缺乏這些功能的。但如何最佳地實(shí)現(xiàn)分布式、非匯聚交換以及內(nèi)存管理，業(yè)界何時(shí)才能做好這方面的準(zhǔn)備，目前依然處在開放討論階段。

“我們之所以跟英特爾討論RackScale架構(gòu)的原因就在于這是一種補(bǔ)充架構(gòu)，我們可以從中尋找到向服務(wù)器更多部分?jǐn)U展的途徑，”Hanson說?！暗侥壳盀橹?，我們還只是在UCS機(jī)架內(nèi)共享這些組件中的一部分，但尚未擴(kuò)展到英特爾所關(guān)注的內(nèi)存層面?！?/p>

Hanson指出，思科3個(gè)月前所發(fā)布的在其UCS M系列服務(wù)器上所使用的System Link技術(shù)就有可以映射到RackScale上的功能。System Link是一塊芯片，可以為M系列提供連接非匯聚子系統(tǒng)到fabric架構(gòu)的能力，后者是軟件定義的、基于策略配置的、可部署和管理每個(gè)應(yīng)用資源的架構(gòu)。

但是和Dell“Oro的Weckel一樣，Hanson認(rèn)為，客戶采用System Link、RackScale或服務(wù)器/交換機(jī)解耦的速度將最終將決定服務(wù)器能否或何時(shí)會(huì)取代ToR交換機(jī)。

“問題在于，這個(gè)過程發(fā)生的速度，以及相互間結(jié)合的深度，”Hanson說?！澳壳斑€有一些底層技術(shù)問題亟待解決?？蛻粝夹g(shù)變革的能力將成為主要的推動(dòng)因素。我們一直在尋求我們所能帶來的新的和更好的技術(shù)，但是這一過程還是會(huì)更多地取決于客戶愿意接受的某項(xiàng)技術(shù)的滲透率?！?/p>