“解放每一端口的生产力”,让数据交换真正进入一个“同步”时代,国内领先的网络厂商代表——锐捷网络(原实达网络)率先发起了交换机“端口革命”——SPOH(synchronization process over hardware)——基于硬件的同步式数据交换技术。
当前,网络社会已然进入了一个“大数据多业务”的应用时代:音频、视频等多媒体业务的数据量惊人;同时,网络存储、数据共享等应用火爆登场,企业网络不得不“超载前行”……快速膨胀的“网络社会”对作为数据处理中心的交换机提出了严峻的挑战,尤其是来自QoS与ACL的双重考验。那如何来化解网络新应用带来的压力,更好适应QoS与ACL的挑战呢?新技术革命何去何从?
交换机十年过三代,技术史昭示“分布式,向前行!”
知古鉴今,让我们一起回顾交换机技术在过去十年的发展历程,探询下一次数据处理技术的变革走向。
我们知道,早期的数据处理是倚靠软件来实现的。
当时网络用户数较少,数据传输量也相对有限,通过软件技术来实现路由、访问控制等功能足以应付;但是,一般只能达到KPPS级别的处理能力;随着网络流量迅速增加,软件处理模式很快就不堪重任。
其后,集中式硬件处理时代到来。
这个时期网络开始走向普及,应用逐渐丰富,交换技术开始搭乘硬件快车。通过在管理模块上添加功能丰富的ASCI芯片,集中式硬件处理数据,达到了MPPS级,集中式硬件处理可谓“适逢其时”。
但是,整个交换机只靠单个ASIC芯片来处理所有L2/L3/ACL/QOS/组播等功能,要想在网络数据量不断增长的同时保障线速交换,安全智能只是一种理想。在网络走向各行各业、企业各种传统应用不断信息化、网络化的过程中,集中式硬件处理承担着一个过渡角色。
因此,分布式硬件处理应运而生。
分布式设计给网络带来了一场全新的技术革命,通过在每个线卡上都配备专用的ASIC芯片,独立完成线卡所有数据的L2/L3/ACL/QOS/组播等功能,数据处理能力提高到了100MPPS级别。然而,这种模式之下,每个线卡所有的数据行为都集中在当地的一个ASIC芯片实现,大量端口同时进行数据处理时(尤其ACL、QOS功能)无法同步处理,这在一定程度上影响了交换机的数据处理效率。
通过对数据交换技术的发展回顾,我们看到从软件处理模式到集中式硬件处理,再到线卡级分布式硬件处理,交换机技术发展已经走过了三代。面对今天“大数据多业务”这一新需求,特别在对于ACL、QOS等功能应用激增的情况下,交换机的数据交换技术在实现了线卡分布式设计之后,新的技术变革将走向何方呢?
SPOH技术发话,锐捷细说“端口级革命,跟我走!”
“锐其技术,捷于应用”。今天,锐捷网络郑重向业界宣布,为满足当前“大数据多业务时代”对高数据处理能力的最新要求,锐捷网络率先推出了SPOH技术(synchronization process over hardware,即“同步式硬件处理”),通过最新的硬件芯片技术,让交换机每个端口都具备独立的数据处理能力,实现了端口级的数据同步交换。通过端口革命,将使传统交换机的每个端口变成一个独立的交换机。
通过对交换机数据处理的L2/L3/QOS/ACL/组播等行为进行深入分析后可以发现,不同的数据处理行为对端口的依赖性是不同的:L2/L3/组播等数据在不同端口之间转发,与多个端口关联,需要统一协调关联端口的资源情况;而ACL和QOS则依赖于独立的单个端口,实施效果则是受制于端口本身的资源情况。
SPOH技术模式就是针对ACL、QOS等独立端口的数据处理行为,进行彻底的分布式设计,实现端口级分布式硬件处理,达到各不同端口可以同步处理ACL、QOS功能。
具体而言,锐捷SPOH技术的具体实现机制是,在线卡分布式设计的基础上,为各个物理端口配备专用的FFP(FFP: fast filter processor)处理模块,FFP模块可以实现硬件处理QoS与ACL功能,实现整机数据端口级同步处理ACL/QOS;同时,通过线卡芯片线速转发L2/L3/组播数据,实现了从线卡到端口的全面分布式硬件设计,有效分流、缓解线卡ASIC芯片的负载压力,极大地提升交换机的整体数据处理能力。
以锐捷网络RG-S6800第二代高密度万兆以太网交换机为例,RG-S6800充分利用了SPOH技术,进行了革新性的同步式产品设计:RG-S6800主管理模块执行路由管理、网络管理、网络服务等任务;采用Crossbar交换结构背板;用户接口模块则可以独立实现硬件路由、交换和组播功能;用户交换端口可以独立实现硬件ACL和QOS功能。特别值得一提的是,紧随IEEE802.3AK铜缆标准的发布,锐捷网络还在国内率先推出了第一块商用10GBASE-CX4模块,实现了铜缆10Gbps的以太网传输。
作为国内少数拥有自主核心高端技术的网络厂商代表,锐捷网络再次先行:通过将SPOH设计模式付诸应用,将分布式设计推向“端口级”,正式打响了数据交换处理模式第四次革命的前哨战。
附:各种数据处理模式下的测试结果列表
测试条件:每端口启用ACL与QOS功能,发送端口使用Smartbit设备线速发送每端口满负荷100%数据,接收端口采用Smartbit设备进行接收,得出测试数据
交换机模式 |
测试端口 |
测试数据 |
整机处理能力 |
测试结果 |
软件处理模式 |
千兆口(4发—4收) |
64Byte |
KPPS—MPPS |
无法测试,该类型设备早已淘汰,预测转发效率低于10% |
集中式硬件处理 |
千兆口(4发—4收) |
64Byte |
MPPS—100MPPS |
无法线速,每端口转发效率小于50% |
分布式硬件处理 |
千兆口(4发—4收) |
64Byte |
100MPPS以上 |
无法线速,每端口转发效率70%与80%之间 |
同步式硬件处理 |
千兆口(4发—4收) |
64Byte |
100MPPS以上 |
线速,每端口转发效率稳定在100% |