In letzter Zeit habe ich viele Rechenzentrumsdesigns gesehen, die 10-Gigabit-Ethernet-Links auf den Ebenen Zugriff, Verteilung und Kernhierarchie enthalten. Traditionell erhöht sich die Bandbreite, wenn Sie den Kern des Netzwerks erreichen. Historisch gesehen waren Netzwerke wie Bäume. Die „Blätter“ des Zugangsnetzes sind kleiner, die „Zweige“ des Vertriebsnetzes sind etwas größer und der „Stamm“ des Kernnetzes ist dick. Aufgrund der umfangreichen Verwendung von 10-GE-Schnittstellen sind traditionelle Überzeichnungsverhältnisse für das Netzwerkdesign jedoch nicht erreichbar.
Beim Aufbau eines mehrstufigen Netzwerkdesigns ist es wichtig, die Bandbreitenüberzeichnungsverhältnisse auf jeder Ebene der Ethernet-Switching-Hierarchie zu berücksichtigen. Die Idee ist, dass die Upstream-Bandbreite auf jeder Ebene der Hierarchie eine ausreichende Bandbreite für diese Downstream-Geräte bereitstellen muss. Statistiken steuern jedoch die Verhältnisse, die dazu führen, dass die Gesamtgröße des Uplinks nicht zur Gesamtmenge der Downstream-Links summiert werden muss. Dieses „Überzeichnungsverhältnis“ von Downlinks zu Uplinks muss genau überwacht werden, damit sich an Stellen im Netzwerk keine Engpässe bilden, die schwer zu erkennen sind und eine schlechte Netzwerkkonnektivität für Downstream-Geräte bieten.
Common Access-Downlink zu Access-Uplink-Verhältnisse sind 20:1 und distribution-Downlinks zu Distribution-Uplink-Verhältnisse sind 4:1. Unten sehen Sie eine Abbildung, die dieses Konzept veranschaulicht. Dieses Diagramm unten zeigt ein Verhältnis von 20: 1 zwischen den Access-Ports eines IDF-Switches (Intermediate Distribution Frame) und den Uplinks zum Verteilungsswitch sowie 4:1 Verhältnis der Downlinks des Verteilungsschalters zu seinen Kern-Uplinks. Traditionell werden einzelne Gigabit-Ethernet-Links zum Verbinden von Servern verwendet, die Uplinks sind 10GE-Links, und der Kern ist mit vier 10GE-Links verbunden.
Ein ähnliches Diagramm finden Sie im Cisco Enterprise QoS Solution Reference Network Design Guide (SRND) Version 3.3.
Viele neuere Server und Blade-Center sind mit 10GE-Schnittstellen ausgestattet. Die Verbindungen zwischen den Kerngeräten verwenden ebenfalls 10GE-Schnittstellen. Jetzt haben wir ein Design, bei dem die Blätter so dick sind wie der Stamm des Baumes. Daher ändert 10GE die Überzeichnungsverhältnisse, die üblicherweise in Netzwerkdesigns verwendet werden.
Wenn ein IDF beispielsweise über 240 Ports verfügt (5 Switch-Stacks mit 48 10/100/1000-Mbit / s-Switches), beträgt die gesamte Downstream-Bandbreite 240 Gbit / s. Daher sollte die Uplink-Bandbreite 1: 20 von 240 Gbit / s oder 12 Gbit / s betragen. Diese Uplinks werden wahrscheinlich ein Paar von 10GE-Links sein. Betrachten Sie dann eine Reihe von Verteilungsswitches, die nur vier dieser IDFs unterstützen. Daher würde die gesamte Downstream-Bandbreite der Verteilungsschicht 960 Gbit / s betragen. Die Uplink-Bandbreite sollte 1: 4 von 960 Gbit / s oder 240 Gbit / s betragen. Da wir jedoch nicht in der Lage sind, diese Bandbreite bereitzustellen, müssen wir wahrscheinlich einen Satz von vier 10GE-Links von jedem Verteilungsswitch zu jedem der Kernswitch-Paare verwenden.
Das zweite Beispiel ist, wenn wir Server mit 10GE-Links haben. Angenommen, ein Nexus-Switch verfügt über 32 10GE-Links zu Servern, Clustern und Blade-Centern im Rechenzentrum. Die 20: 1-Regel würde anzeigen, dass es 16 Gbit / s Uplink-Bandbreite geben würde. Das könnte mit ein paar 10GE-Uplinks zu den Verteilungs-Switches zufrieden sein. Diese Verteilungsswitches könnten nur ein paar dieser IDF-Switches nachgeschaltet haben, um nur wenige 10GE-Uplinks zu den Core-Switches zu benötigen.
Die Verteilungsschicht wird durch die umfangreiche Verwendung von 10GE-Schnittstellen in Rechenzentren herausgedrückt, und mehr Organisationen betrachten möglicherweise ein 2-Tier-Modell anstelle des herkömmlichen 3-Tier-Modells. Im zweistufigen Modell wird nur das Verhältnis 20:1 von den Access-Downlinks zu den Access-Uplinks zum Core verwendet.
40GE und 100GE am Horizont:
Dieses Problem der Überzeichnungsquote wird nicht lange so bleiben. Wir können bereits 40 Gbps Ethernet und 100 Gbps Ethernet am Horizont sehen. Anfang dieses Jahres kündigte die NYSE Pläne zur Bereitstellung von 100-Gbit / s-Ethernet an. Service Provider wie Qwest planen frühe Bereitstellungen von 100 Gbit / s in ihren Hochleistungs-Backbones. Tatsächlich wurden einige der ersten 100-Gbit / s-Links bereits verkauft. Meiner Meinung nach stimme ich denen zu, die Befürworter des Überspringens von 40-Gbit / s-Ethernet und des direkten Übergangs zu 100-Gbit / s-Ethernet sind. Ich bin auch der Meinung, dass 100-Gbit / s-Ethernet eine breitere Akzeptanz in der Industrie finden wird als OC-768. Die Geschichte hat gezeigt, dass Sie Ethernet in Bezug auf Einfachheit, Leistung und Preis einfach nicht schlagen können.
Fazit:
Die Verwendung der 10GE-Schnittstelle für Zugriff, Verteilung und Kern führt zu Netzwerkarchitekturen mit Blättern mit der gleichen Bandbreite wie der Baumstamm. Um die Überzeichnungsquoten aufrechtzuerhalten, strebt die Branche in den kommenden Jahren die Verwendung von 100GE an. Network World hat vor einigen Wochen seinen „100G Ethernet Cheat Sheet“ veröffentlicht. Ich ermutige Sie, diese Artikel zu lesen und zu verfolgen, wie 100Gbps Ethernet beeinflussen wird, wie Sie Netzwerke im Jahr 2010 entwerfen.
Scott
