你好，下一代網絡
沉寂多年以后，以太網進入了新一輪令人激動的技術創(chuàng)新演進期。云計算、移動互聯(lián)網、視頻、社交網絡、物聯(lián)網等新型應用呈井噴式發(fā)展，引發(fā)了新一輪交換技術從性能、架構、服務質量、智能管理乃至綠色節(jié)能等各個領域的創(chuàng)新潮。
創(chuàng)新應用催生敏捷網絡，需要更快速度、更平坦架構、更智能能力，這是業(yè)界共識。例如，云計算要求網絡要具備可控制的虛擬資源可伸縮性，而這一點，是傳統(tǒng)ASIC芯片所不能支撐的，需要具有思考能力的智能芯片提供“芯”能力才能實現(xiàn)。再比如，傳統(tǒng)以太網交換機不具備內置的故障定位和性能監(jiān)視能力，發(fā)生故障時難以精確定位，而網絡應該能自動發(fā)現(xiàn)網絡故障并精確定位，還應該能測量端到端性能，實時掌控全網運維狀況。網絡還可以把一個IP網絡虛擬為一臺交換機，實時掌控、自動發(fā)現(xiàn)新加入的業(yè)務節(jié)點并自動配置等等?？偟膩碚f，下一代網絡應該具備以下幾個特征：
顛覆業(yè)務發(fā)展模式：資源可控性伸縮，即全網資源虛擬化，而不是設備虛擬化;SDN;
策略隨行：整體IP網絡資源可管理、可移動，即資源全網策略隨行;
運維創(chuàng)新：網絡可感知，具備全局安全協(xié)防能力。
敏捷網絡技術層面基本訴求
首先，更高可靠性。隨著BYOD、桌面云、SDN等企業(yè)業(yè)務的發(fā)展，企業(yè)網絡不僅包含接入固定用戶、無線用戶，還包含接入遠程的VPN用戶，接入用戶數(shù)量日益增大，對企業(yè)承載網絡的可靠性要求也日益提高。尤其是企業(yè)網絡的核心交換機，一旦出現(xiàn)故障將大范圍影響企業(yè)業(yè)務，因此，“高可靠性”成為企業(yè)核心交換機的首要需求。
其次，敏捷可編程性。企業(yè)的業(yè)務變化速度遠超過去，快速的業(yè)務發(fā)展和較長的網絡部署周期之間的矛盾日益顯現(xiàn)。企業(yè)的業(yè)務2-3年就會發(fā)生一輪變革，而網絡設備一般需要5年以上的時間才會更換。通過可編程滿足新業(yè)務的發(fā)展，從而規(guī)避頻繁的網絡設備更替。
第三，更強表項能力。目前，IPv4地址基本耗盡，IPv6地址逐漸增多，網絡設備的IPv4/ IPv6地址共存。由于IPv6地址占用的表項資源是IPv4地址的兩倍甚至更多，要求交換機在同樣地址數(shù)量的情況下具備更強的表項能力。其實就是要求核心交換機具備高可擴展性，通過擴展?jié)M足未來業(yè)務的表項資源要求。
華為S12700敏捷交換機三大優(yōu)勢
企業(yè)核心交換機如何滿足高可靠性、高擴展性以及可編程能力等這些新訴求?這是擺在所有網絡交換機廠家面前重要的課題。華為公司針對這些新訴求，推出新一代基于核心路由器平臺技術的S12700敏捷交換機，滿足未來網絡基本訴求。
首先，S12700 CSS2借鑒核心路由器的硬件交換網集群技術實現(xiàn)了網絡級的高可靠性。網絡設備的高可靠性具體表現(xiàn)在主控的可靠性、單板的可靠性、電源的可靠性、風扇的可靠性等，這些都是單個設備的可靠性，基本上現(xiàn)在的高端交換機都具備了這些能力。而更重要的是整網的可靠性，即如何通過網絡架構保證整個網絡的可靠性。華為在S9700/S7700系列交換機中獨創(chuàng)了CSS技術，通過主控的交換網直接出集群口，很好地保證了網絡的可靠性。S12700在CSS基礎上參考核心路由器的交換網集群進行了改進，推出新一代集群技術CSS2 (Cluster Switch System Generation2 )(如圖1所示)，通過交換網板直接出集群接口進行互聯(lián)。每個交換網可以支持8×10GE集群子卡，集群帶寬640G，未來可升級到6×40G集群卡，堆疊帶寬可以達到1.92T，遠超業(yè)務口集群的堆疊帶寬。相比業(yè)界集群的兩次交換，CSS2技術僅需數(shù)據跨框一次交換，時延僅為21us，是業(yè)界最低跨框時延，僅為業(yè)界平均時延的60%。另外，在堆疊的情況下，使用業(yè)務口集群的傳統(tǒng)網絡廠家都要求每個交換機至少要有一個主控，而CSS2獨創(chuàng)了單主控管理整個集群系統(tǒng)的技術，可做到整個集群只要有一個主控，系統(tǒng)即可正常工作，實現(xiàn)主控的“1+N”備份。上述兩項技術目前業(yè)界主流廠家都無法做到?？傊A為S12700的CSS2硬件集群方式從集群本身、主控“1+N”備份等多個方面最大可能地保證了網絡的可靠性。
圖1: S12700 CSS2架構連接示意圖
其次，S12700采用了華為自研的ENP(Ethernet Network Processor)芯片，具備全可編程能力。ENP芯片是華為公司針對以太網定制的新處理器架構，既繼承了傳統(tǒng)NP的靈活性和表項緩存，又在功耗、性能等多個方面取得了突破，達到了可以和ASIC芯片相匹敵的能力(如表1)。
表1：ENP/NP/ASIC優(yōu)勢對比
S12700敏捷交換機的核心優(yōu)勢在于ENP芯片的全可編程能力，可以通過微碼的持續(xù)升級改變轉發(fā)架構和流程，一次投資，滿足10年的業(yè)務訴求。在可編程業(yè)務的支持上，S12700在交換單板內置了AC和BRAS業(yè)務能力，在實現(xiàn)有線無線融合的同時，增強了用戶管理能力。另外，S12700不僅能在控制面提供對外接口，更重要的是能提供靈活的轉發(fā)面可編程，各種轉發(fā)資源、轉發(fā)流程、報文封裝等都可進行編程，相對于傳統(tǒng)ASIC固化的流程，S12700將更好地支持未來SDN的發(fā)展。
第三，S12700借鑒高端路由器的業(yè)務能力，實現(xiàn)了高可擴展性。S12700推出四塊主流板卡(48口GE光、48口GE電、4口萬兆口+24GE光+8Combo、8口萬兆卡+8Combo)。主要表項能力如圖2所示，達到普通商用ASIC板卡的數(shù)倍。其中，大的路由表和MAC表可以很好地滿足IPv4/IPv6混合組網以及未來物聯(lián)網對于表項的需求。大Buffer能力能夠很好地解決高速業(yè)務的突發(fā)和擁塞，比如高清視頻的傳輸，數(shù)據中心環(huán)境下的大數(shù)據搜索，批量圖片拷貝等。
圖2：S12700 X1E系列板卡規(guī)格對比
另外，隨著以太網語音、數(shù)據、視頻等有線和無線流量的快速發(fā)展，網絡中同時傳輸著不同用戶的多種業(yè)務組合，不僅不同業(yè)務對于網絡的保障要求是不同的，而且不同用戶之間的同一業(yè)務優(yōu)先級也是不同的。比如從業(yè)務上來看，語音對于網絡的要求肯定要比普通數(shù)據高，而智真系統(tǒng)對于網絡時延等的要求又要比語音高;而從用戶來看，VIP客戶的優(yōu)先級要比普通客戶高。S12700支持五級的HQoS，不僅可以基于業(yè)務調度，還可以分層次來進行不同用戶、不同業(yè)務的QoS部署。大容量的Netstream流表可以很好地分析企業(yè)網的流量，提供可視化應用。S12700的板卡具備的這些高可擴展性為企業(yè)業(yè)務的發(fā)展提前做好了能力和資源上的準備。
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