早在2006年下半年，IEEE就成立了一個(gè)名為HSSG(Higher Speed Study Group)的工作組，這個(gè)工作組的目標(biāo)就是要研究制定下一代高速以太網(wǎng)100G的標(biāo)準(zhǔn)。2010年是以太網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域里最具里程碑意義的一年，6月17日 IEEE正式批準(zhǔn)了IEEE 802.3ba標(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)志著40G/100G以太網(wǎng)的商用道路正式啟程了。事實(shí)上，早在2009年，Cisco、Juniper、Huawei等就紛紛推出100G以太網(wǎng)的產(chǎn)品平臺(tái)和線卡。在標(biāo)準(zhǔn)尚未發(fā)布之前就發(fā)布對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，這也從另一個(gè)側(cè)面印證了市場(chǎng)對(duì)下一代高速以太網(wǎng)的旺盛需求以及業(yè)界的熱情。

在標(biāo)準(zhǔn)之路上IEEE并不孤單，有多個(gè)光通信標(biāo)準(zhǔn)組織也在積極制定相關(guān)規(guī)范，涵蓋40G/100G器件、光模塊、OTN開銷處理、系統(tǒng)設(shè)備等領(lǐng)域。我們已經(jīng)看到，隨著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的正式發(fā)布，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的熱情已被徹底激活，從2010年下半年開始，商用集成芯片供應(yīng)商、設(shè)備制造商明顯加快了在40G/100G以太網(wǎng)上的開發(fā)節(jié)奏，各行各業(yè)的用戶也加快了對(duì)100G以太網(wǎng)的部署。尤其是最近兩年，伴隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的蓬勃發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)40G/100G以太網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)品成為業(yè)界的熱點(diǎn)。

100G以太網(wǎng)在云中的部署趨勢(shì)

云計(jì)算將海量的計(jì)算與存儲(chǔ)資源集中在一起，通過基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)將這些資源連接起來，基于虛擬化、自動(dòng)調(diào)度、按需申請(qǐng)、動(dòng)態(tài)回收等技術(shù)，使得云計(jì)算的用戶可以好像使用水、電等公共基礎(chǔ)設(shè)施一樣使用云中的業(yè)務(wù)與應(yīng)用。顯而易見，云中的數(shù)據(jù)中心是業(yè)務(wù)與應(yīng)用的大集中之地，所有用戶的訪問流量(很形象的，我們稱其為“南北向流量”)都將匯集到這里來;同時(shí)，鑒于數(shù)據(jù)中心不同功能模塊的設(shè)計(jì)與分布，在這些功能模塊之間也流動(dòng)著海量的流量(類似的，我們稱其為“東西向流量”)。如下圖所示：

毋庸置疑的是，這些南北向流量和東西向流量對(duì)帶寬有著超高的需求，對(duì)于中大規(guī)模的云計(jì)算環(huán)境來說，100G只是起步需求。在100G以太網(wǎng)技術(shù)商用之前，承載這些流量的通道，一般是利用多鏈路捆綁技術(shù)由多條10G以太網(wǎng)鏈路捆綁而成。如下圖所示：

100G以太網(wǎng)技術(shù)的成功商用，使得如上南北/東西向流量的通道部署問題大大簡(jiǎn)化：云計(jì)算環(huán)境的運(yùn)營(yíng)者不需要再采用復(fù)雜的鏈路捆綁技術(shù)，而是用簡(jiǎn)單的一條鏈路解決以前幾條甚至十幾條鏈路才能解決的問題。如下圖所示：

今天，在云計(jì)算環(huán)境中部署100G以太網(wǎng)已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。未來，為云中南北向流量和東西向流量提供超高帶寬，將是100G以太網(wǎng)的主戰(zhàn)場(chǎng)之一。

在云中部署ADC

云中匯集了大量的業(yè)務(wù)與應(yīng)用，ADC作為控制業(yè)務(wù)和應(yīng)用交付的邏輯單元，在云計(jì)算環(huán)境中的部署是堅(jiān)決不可或缺的。簡(jiǎn)單來看，ADC在云中的部署有如下兩種方案：或者通過捆綁鏈路部署在核心交換機(jī)旁邊，或者通過10G或者更低速鏈路部署在架頂交換機(jī)旁邊。如下圖所示：

1、ADC架頂交換機(jī)旁部署

2、ADC核心交換機(jī)旁部署

顯而易見，以上兩種部署方式都有其不可避免的缺點(diǎn)：

· 架頂交換機(jī)旁的部署方案，雖然對(duì)鏈路帶寬和ADC處理容量要求不高，但卻要求部署多套ADC，無形中大幅增加了云運(yùn)營(yíng)者的成本;

· 核心交換機(jī)旁的部署方案，雖然解決了上述方案的問題，但是為了在核心交換機(jī)和ADC之間提供高速通道，卻必須在二者之間啟用多鏈路捆綁，從而將網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的運(yùn)維復(fù)雜度提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

ADC支持100G以太網(wǎng)可以有效優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、簡(jiǎn)化運(yùn)維

100G以太網(wǎng)的成功商用，使得在云中部署ADC時(shí)面臨的如上問題迎刃而解。但在進(jìn)一步討論這個(gè)問題之前，我們需要先仔細(xì)看看，前100G時(shí)代在云中部署ADC，到底面臨著什么樣的挑戰(zhàn)。

因?yàn)閭鹘y(tǒng)的ADC不支持高速接口，并且整機(jī)處理容量有限，一個(gè)自然而然的思路是，將ADC部署在架頂交換機(jī)的旁邊，一套ADC處理一個(gè)機(jī)架內(nèi)業(yè)務(wù)的分發(fā)(或多套ADC，視該機(jī)架所承載的業(yè)務(wù)量的大小而定)。這樣的方案有兩個(gè)問題：

· 一來，需要部署多套ADC設(shè)備，使得云計(jì)算運(yùn)營(yíng)者的TCO大幅增加(設(shè)備成本的增加，以及隨之而來的電力消耗、運(yùn)維成本等的增加);

· 二來，因?yàn)閭鹘y(tǒng)ADC不支持高速以太網(wǎng)，在單機(jī)架承載業(yè)務(wù)量超過10G的部署場(chǎng)合，仍然需要采用多鏈路捆綁技術(shù)為ADC和架頂交換機(jī)之間的互連提供“高速”通道，所以也仍然面臨著網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的運(yùn)維復(fù)雜度提升的苦惱。

另一個(gè)思路是，將處理性能超高的ADC部署在核心交換機(jī)旁邊，為運(yùn)行在所有機(jī)架上的業(yè)務(wù)提供分發(fā)服務(wù)。這樣的部署方案在一定程度上優(yōu)于上述方案，但是 ADC與核心交換機(jī)之間的高速通道仍然是一個(gè)問題。在傳統(tǒng)時(shí)代，多鏈路捆綁技術(shù)不失為一個(gè)構(gòu)建高速通道的好方法，但這個(gè)好方法背后也隱藏著無法解決的問題。單單從物理帶寬上看，多鏈路捆綁技術(shù)似乎達(dá)到了實(shí)現(xiàn)更高速物理接口的目的，但實(shí)際上，這樣的鏈路聚合存在諸多問題。

· 首先，數(shù)據(jù)流在多個(gè)物理端口之間要進(jìn)行鏈路選擇(多采用HASH算法)，這就使得各個(gè)鏈路的負(fù)載可能存在很大的差異，而一旦出現(xiàn)鏈路負(fù)載的不均衡，勢(shì)必會(huì)降低聚合鏈路的有效帶寬。實(shí)際上，不同的流量模型非?？赡軙?huì)導(dǎo)致負(fù)載不均衡的加劇和惡化，從而大大降低鏈路的可用帶寬。

· 另外一方面，采用多個(gè)物理端口捆綁的方式來提高上行的接口帶寬，由于接口數(shù)量多，所以自然而然就會(huì)導(dǎo)致在接口上連接的光纖數(shù)量大大增加(100G接口只需 1對(duì)光纖，10*10G則需要10對(duì)光纖，1：10)。光纖數(shù)量的增加，不僅僅給機(jī)房部署、設(shè)備維護(hù)帶來更大麻煩，更為重要的是，會(huì)對(duì)鏈路保護(hù)和倒換造成極大的困難，甚至無法實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于可靠性要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景來說，成為一個(gè)致命的缺陷。

· 還有，多端口捆綁也會(huì)給用戶在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)方面帶來更多的投入，這包括占用路由器、交換機(jī)上更多端口(或槽位)，購(gòu)買更多的光模塊、光纖，租用更多的低速端口鏈路等等。

從以上分析來看，解決這個(gè)問題的關(guān)鍵點(diǎn)在于：ADC具備大容量的業(yè)務(wù)處理性能，支持超高的虛擬化特性，并且支持100G以太網(wǎng)。其中，支持100G以太網(wǎng)可以說是這一解決方案的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使得這個(gè)“高性能+虛擬化+高速通道”的方案不再是空中樓閣。