云计算与核心交换机

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云计算其实就是“网络即计算机”这种理念的一种实现：世界上再也没有任何本地计算终端，无论是电脑还是手机，所有的计算资源只集中分布在全球各处的几个大型数据中心之内，所有的终端都连接到这些数据中心，核心交换机是网络中最为关键的节点。
对于云计算，大部分人都承认，其改变了传统的IT交付模式。如今，越来越多的数据和流量都开始集中在数据中心内部，计算资源与存储资源正在从客户端向服务器端倾斜。对于这种现象，有一个非常形象的说法：数据大集中。这一名词最早出现在金融行业的业务处理之中，而今，数据集中或者数据整合的趋势已经开始向众多行业进行拓展。虚拟桌面的应用，无疑就是最好的佐证之一。
数据的集中处理，也就是将大部分的数据处理工作全部交给数据中心。毫无疑问，无论是从成本节省的幅度还是可管理性上，都要远远高于将业务数据留在本地客户端的做法。然而，这却对数据中心的性能提出了新的要求。。随着云计算、大数据等技术的流行，这些节点面临很大的数据交换压力，由此推动了核心交换机技术的突飞猛进。
“为了能够支撑起云计算的架构，我们在未来还会见到交换规模更为大型的数据中心交换机产品。这一市场的竞争也会愈发激烈。”计世资讯高级分析师丁震表示。
云计算之于数据中心核心交换机，就好像是在一壶温水下点起了一团旺火。
核心交换机哪儿变了？
就拿2012年6月华为发布的产品华为CE12800数据中心交换机举例。
1.数据中心网络的技术路线
八年年，业界对与数据中心网络的技术路线，存在很多争议。最主要的有两大流派：稳健型的“二层派”和颠覆型的“一层派”。“二层派”的思路是在传统网络架构上进行优化，核心交换机和接入交换机具备独立功能，Spine+Leaf的模式来组网，基于通用的标准协议实现互联互通。“一层派”的玩法比较激进，裁剪接入交换机的功能，只把它们作为“端口扩展器”，这种“子交换机”不能独立工作，需要一台功能强悍的“母交换机”来配合。“子母”交换机组合起来，变成一台超级交换机，这就是当年很火的“一层架构”。最终，华为选择了“二层”架构，保持系统的开放性，给客户选择权。
2.正交架构
我们知道，交换机的板卡，主要分为三大类：主控卡、线卡、交换网板。主控卡相当于交换机的大脑，线卡主要提供各种不同速率的端口，而交换网板则提供线卡间高速互联的能力。如何把这三种板卡“物理的”连在一起呢？需要一个载体，这就是背板，在“正交架构”出现之前，主流的架构是“无源背板”技术。“扒开”这种交换机瞧一瞧，我们会发现，各种卡都是插在背板上的，大家通过背板这个“中介”，完成彼此的连接和互通。
这种架构是过去的主流，但随着数据中心交换机对速率和扩展性的要求越来越高，弊端就表现出来：要想实现超高速的数据传输，链路要尽可能短，尽量减少中间路径，故障点越少越好。如果能不绕道长长的背板，而是让线卡和交换网板直接连接，就可以最大限度避免瓶颈。于是，就有了划时代的正交架构。
拿CE12800举例，所谓正交架构，就是前面的线卡和主控卡横着插，背面的交换网板竖着插，两者相互垂直，板卡相交的地方采用“正交连接器”直接相连，不再通过“漫长”而“坎坷”的背板走线。这种方式，距离更短、故障点更少，能够搭建起超高速通信的“立交桥”。
3.在软件上的变革
业界首个实现集群的业务通道和控制通道物理分离，可靠性更高；
业界首个将“1虚多”虚拟比实现到16的数据中心交换机；
业界首个在同一平台实现CSS集群和M-LAG技术的完美组合；
拥有归一化软件平台，使得一套板卡可以支持所有软件特性；
随着人工智能和机器学习等应用的涌现，存储（存储介质从HDD到SDD/NVMe）和计算（CPU到GPU甚至AI芯片）性能都得到了百倍提升，数据中心网络也需要更大带宽和效率支撑AI业务。400GE光接口已经开始踏上数据中心交换机的舞台，随之而来的，则是在功耗密度、高速互联、硬件可靠性等方面的技术挑战。
而现在，数据中心交换机新的关键技术突破和准备推动新的AI时代。