數(shù)據中心交換機S12500主打膠片

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主打膠片 網絡產品部 日期： 2009級：公開 杭州華三通信技術有限公司 ? 核心交換機發(fā)展趨勢 ? 12500產品主要形態(tài) ? 12500產品系統(tǒng)架構 ? 12500產品主要特色 目錄 數(shù)據業(yè)務爆炸性增長 18 目前每 18個月的數(shù)據量就相當于原有數(shù)據的總和，數(shù)據量正呈獻爆炸式提升 300 互聯(lián)網的英文網頁數(shù)達到300多億，中文網頁數(shù)達到100~150億 200 00億英文網頁；百度的中文頁面達到 40~50億 3840 百度知道目前已解決的問題達到 3480萬，待解決的問題有 1000萬 資源化 “ 資源化” 推進數(shù)據中心高速發(fā)展 2005年 2006年 2007年 2008年 國內數(shù)據中心建設投資趨勢 高性能計算、流媒體、 用； 萬兆端口快速增長，復合增長率達到 61％ 數(shù)據大集中，致使安全風險同樣集中； 2008年內出現(xiàn)的惡意軟件數(shù)量，超過了過去 21年的總和 高可靠性： 數(shù)據中心已經成為企業(yè) 可靠性是基礎 安全 能耗 維護 性能 數(shù)據中心面臨新的挑戰(zhàn) 在國內，能耗 成本已經占實際運營成本的 70％以上； 在歐洲， 3年的純能源成本消耗已經兩倍于設備購置成本 70% 的 算花費在現(xiàn)有應用環(huán)境的維護上； 多種網絡協(xié)議和異構 系統(tǒng)的出現(xiàn) 解決數(shù)據中心面臨問題的三大技術 一體化 虛擬化 自動化 新一代數(shù)據中心 解決數(shù)據中心問題的三大技術 — 一體化 異構多層 儲網絡 核心層 匯聚層 前端網絡 / 群 /刀片 入層 統(tǒng)一交換架構 儲 群 端網絡 P 更好性能、更易維護、更低成本 解決數(shù)據中心問題的三大技術 — 虛擬化 計算資源 網絡資源 存儲資源 刀片服務器 C 算資源與網絡資源的聯(lián)動 計算資源與存儲資源的聯(lián)動 虛擬化、應用的復雜化以及業(yè)務的遷移導致數(shù)據中心管理部署的復雜化 解決數(shù)據中心問題的三大技術 — 自動化 B 實現(xiàn)數(shù)據中心資產、業(yè)務的可管、可控 傳統(tǒng) ?萬兆交換平臺 ?三網分離 ?設備內集中式緩存 ?彈性架構 接入設備 ?產品組合 ?9500/5600/5500 新一代 ?40G/100?三網半融合 ???設備內全局分布式緩存 ?彈性架構 彈性架構基礎網絡 產品組合 ?12500/95E/75E ?5800系列 統(tǒng)一交換 ?100?三網融合 ?系統(tǒng)級全局分布式緩存 ?彈性架構 自適應彈性架構 ?產品組合 ?12500E ?于統(tǒng)一交換數(shù)據中心的演進 — 三網融合、全局緩存、智能彈性 0 “ 新 ” 以太網搭建統(tǒng)一交換架構 08年 6月發(fā)布的世界 過以太網連接占了 285個站點，占據主導地位 2003 2004 2005 2006 2007 主流存儲廠商產品均提供對 P 存儲發(fā)布 兆存儲更將存儲發(fā)展帶入新紀元 以太網 /為業(yè)務網絡的絕對標準 以太網， 285 2008年世界 500強 超級計算機連接方式 其它， 95 120 57% 24% 19% 以太網在存儲網絡 以太網在業(yè)務網絡 以太網在計算網絡 局域網 1997年 ， 終端 1995年 以太網網卡被大多數(shù) 廣域網 城域網 1999年 ， 廣域網標準走向 003年 ， 電信級以太網技術趨于成熟 面向數(shù)據中心應用的增 強型以太網標準形成 1 ? 核心交換機發(fā)展趨勢 ? 12500產品簡介 ? 12500產品系統(tǒng)架構 ? 12500產品主要特色 目錄 2 產品簡介： 12500是 用先進的 供持續(xù)帶寬升級能力。支持未來 4000 產品定位： 數(shù)據中心，高性能計算，大企業(yè)的核心 , 面向高密度萬兆、和超高密度千兆的應用 產品形態(tài)： 8個業(yè)務槽）， 18個業(yè)務槽） 每槽位可以支持 48口千兆（光 /電）， 4/8/32口萬兆 界最高端核心交換機 3 12518 交換容量 轉發(fā)率 960400160400位帶寬 36060擎模塊冗余 1+1 1+1 交換網板冗余 N+1 N+1 主控板槽位 2 2 交換網板槽位 9 9 業(yè)務板槽位 8 18 最大千兆端口 384 864 最大萬兆端口 256 576 每端口 560G E 560G E 扇模塊冗余 風扇 N+M，風扇框 1+1 風扇 N+M，風扇框 1+1 電源冗余 N+M N+M 12500產品概覽 4 先進的 供 支持未來 40G、 100單機 576個萬兆端口接入密度 創(chuàng)新的多引擎控制設計 采用了創(chuàng)新的硬件設計，通過獨立的控制引擎、 檢測引擎、維護引擎設計為系統(tǒng)提供強大的控制 能力和的高可靠保障 分布式緩存機制及精細化 布式入口緩存 端口 200毫秒緩存能力 大容量硬件隊列 高可靠、高安全、可維護 軟件、硬件、系統(tǒng)三個級別的可靠機制 獨特的在線健康檢測機制 12500系列主要特色 5 442275 交換網板 最多配置 9塊 風扇框 電源進線模塊 風扇框 電源模塊 最多配置 6塊 業(yè)務單板 最多配置 8塊 主控單板 配置 1～ 2塊 電源出風口 機箱出風口 機箱進風口 機箱進風口 6 44281686交換網板 最多配置 9塊 風扇框 電源進線模塊 風扇框 電源模塊 最多配置 12塊 業(yè)務單板 最多配置 18塊 主控單板 配置 1～ 2塊 電源出風口 機箱出風口 機箱進風口 機箱進風口 7 4/8端口萬兆接口板 口形式 板間數(shù)據帶寬 488000處理能力 72202020寬收斂比 線速 線速 線速 線速 4:1 單板 0240240240480488端口千兆電接口板 48端口千兆光接口板 32端口萬兆接口板 8 ? 核心交換機發(fā)展趨勢 ? 12500產品簡介 ? 12500產品系統(tǒng)架構 ? 12500產品主要特色 目錄 9 交換機體系結構的演進歷史 共享總線 節(jié) 點 節(jié) 點節(jié) 點節(jié) 點環(huán)形交換 R A MP o r t P o r t P o r tP o r tP o r tP o r P o r t 0 RP o r t 1 RP o r t 1 1 RP o r t 2 A r b i t e 交 換 矩 陣 控 制 矩 陣仲 裁交 換 矩 陣 控 制 矩 陣享內存 ?最古老的數(shù)據交換方式 ?沒有專門的交換網芯片 ?各線卡分時占用背板總線 ?仍然是一種總線交換方式 ?改進點是將總線移到了芯片中，而不是在背板上 ?一種全新的交換方式 ?支持大量突發(fā)數(shù)據緩沖 ?與共享總線交換方式有本質不同 ?采用了一種矩陣結構 ?實現(xiàn)了無阻塞交換 ?在交換網絡內部沒有帶寬的瓶頸 ?不會因為帶寬資源不夠而產生阻塞 ?多個交換平面構成一個統(tǒng)一的交換網 ?真正的無阻塞交換 ?多級交換網，理論上容量可無限擴展 ?可以平滑擴展支持 40G, 1000 交換結構的升級 單級交換網 多級交換網 結構 1，單平面交換； 2，交換矩陣和控制統(tǒng)一，即引擎承擔了交換和控制雙重功能； 1，多塊交換網板共同完成流量交換 2，控制和交換硬件分離 轉發(fā)能力 受限于單個交換芯片的交換能力，目前最大到 720 多塊交換網板同時分擔業(yè)務流量，相當于 升級能力 無法升級 可以為設備提供持續(xù)的交換能力升級 1 什么是 1953年貝爾實驗室研究員 早應用在電話網絡，實現(xiàn)無阻塞交換。 ? 多級交換，典型為三級交換架構 ? 在每一級，每個交換單元的輸出都與下一級的所有單元的輸入相連。 ? 到指定目的地，在第 1級交換單元存在多條路由 ? 到指定目的地，后續(xù)交換單元都只存在 1條路由 ? 嚴格意義上的無阻塞 ? 支持遞歸，無限可擴展 使用 ? 可以通過使用較小交換結構作為基礎組件來構建大型交換結構，從而簡化大型交換結構的構建。 ? 大幅度減少構建無阻塞交換結構所需要的交叉點，從而減少故障點，增強交換結構的可靠性。 ? 強大的故障抵御能力，第 1級交換單元即可通過冗余路徑繞過第 2級交換單元的故障 ? 交換單元的交換路徑完全獨立，不會彼此干擾，從而不需要復雜的集中控制器來協(xié)調各交換單元的交換，進一步增強可靠性和可擴展性 ? 支持遞歸擴展， 可支持構建具有五級、七級或九級的巨大交換結構，在極大數(shù)量的輸入和輸出之間建立嚴格的無阻塞連接。由于 論上它具有無限的可擴展性。 多級交換網 - 12500采用了 業(yè)務板卡和后面的每塊交換網板都物理相連。 多級交換網雖然實現(xiàn)了大容量的交換能力，但多級的特點卻給調度方式提出了新的挑戰(zhàn) 業(yè)務板卡 業(yè)務板卡 交換網板 2 傳統(tǒng)調度模式帶來的阻塞情況 傳統(tǒng)的選路算法引起的阻塞 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 線卡板 線卡板 交換網 擁塞 無擁塞 > > 傳統(tǒng)調度模式來看，均存在特殊情況下的阻塞現(xiàn)象，均不能充分利用多級交 換架構拓撲上完全無阻塞的特點！ > 塞 無擁塞 > 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 線卡板 線卡板 交換網 > > > > ，交換路徑負載分擔，實現(xiàn)了交換系統(tǒng)嚴格意義上的無阻塞！ 4 ?采用先進的 供高達 ?基于 100持未來 40 ?獨立的交換網板卡，控制引擎和交換網板硬件相互獨立，最大程度的提高設備可靠性，同時為后續(xù)產品帶寬的持續(xù)升級提供保 ?超高端口密度，單臺設備支持 576個萬兆端口 512存 512存 512存 512存 512存 512存 內存 處理器 主控板 業(yè)務線卡 交換網板 背板 內存 處理器 主控板 先進的 5 創(chuàng)新的多引擎控制設計 過獨立的控制引擎、檢測引擎、維護引擎為系統(tǒng)提供強大的控制能力和 50 獨立的控制引擎 獨立的檢測引擎 獨立的維護引擎 控板 處理器 背板 理器 主控板 6 獨立的控制引擎設計 獨立的控制引擎 主控 輕松處理各種協(xié)議報文。同時由于釋放了高可靠性和易維護的應用要求，避免業(yè)務通道對控制通道的影響。主控 路由學習速度高達 20000條 /秒 0P 0控板 處理器 背板 理器 主控板 制引擎 7 獨立的檢測設計 獨立的檢測引擎 獨立的檢測引擎，不受主控 供高可靠和高性能的 與控制平面的協(xié)議實行聯(lián)動，支持快速保護切換和快速收斂，可以實現(xiàn) 30障業(yè)務不中斷。 態(tài)路由 在 0 控板 處理器 背板 理器 主控板 測引擎 8 獨立的維護引擎設計 獨立的維護引擎 獨立的維護引擎，智能化的 以支持單板順序上電（降低單板同時上電帶來的電源沖擊，提高設備壽命，降低電磁輻射），可以控制單板下電，降低系統(tǒng)功耗。 全新的單板隔離功能，可以將業(yè)務單板從轉發(fā)平面獨立出來，從而進行管理、診斷、維護、升級。給客戶帶來全新的應用體驗。 控板 處理器 背板 理器 主控板 護引擎 9 ? 核心交換機發(fā)展趨勢 ? 12500產品主要形態(tài) ? 12500產品系統(tǒng)架構 ? 12500產品主要特色 目錄 0 目錄 ? 12500產品主要特色 ? 二代智能彈性架構） ? 數(shù)據中心級可靠性保障 ? 多層次的安全保護 ? 分布式緩存機制及精細化 全方位的維護檢測機制 ? 綠色環(huán)保技術 1 … 跨設備鏈路捆綁 … 一致的轉發(fā)表項 … 統(tǒng)一的管理界面 物理上兩臺設備 邏輯上一臺設備 2 二代智能彈性架構） ?傳統(tǒng)方案二層環(huán)路 ??鏈路交織，路由設計相對復雜 ?節(jié)點、鏈路的故障均引發(fā)路由動蕩 ?數(shù)據中心大量鏈路被阻斷 ?端到端堆疊虛擬化靈活支持二層在匯聚、核心終結 ?多個網絡節(jié)點虛擬化為一個節(jié)點 ?鏈路交織被捆綁成單條邏輯鏈路 ?消除復雜 ?單個物理節(jié)點、鏈路的故障不影響上層路由 3 目錄 ? 12500產品主要特色 ? 二代智能彈性架構） ? 數(shù)據中心級可靠性保障 ? 多層次的安全保護 ? 分布式緩存機制及精細化 全方位的維護檢測機制 ? 綠色環(huán)保技術 4 對于任何機構而言，數(shù)據中心都好比是它的心臟。員工、合作伙伴和客戶都需要依賴數(shù)據中心里的數(shù)據和資源才能有效交流與合作。 在過去十年來，隨著互聯(lián)網和據中心的戰(zhàn)略地位變得越來越重要，因為它不但能提高生產率，改善業(yè)務流程，還能加快變革的進程?？傊瑪?shù)據中心已經成為門保護、優(yōu)化和發(fā)展業(yè)務的戰(zhàn)略重點。 數(shù)據中心的網絡位置 5 軟件可靠性 系統(tǒng)可靠性 硬件可靠性 電源冗余備份 主控冗余備份 交換網板冗余備份 控制與轉發(fā)平面邏輯 &物理的分離 風扇冗余 所有板件熱插拔 鏈路聚合 P/R 配置恢復 熱補丁 在線升級 6 交換網片 N+1冗余保護 口板 接口板 交換網 1/3 動態(tài)路由，自動隔離故障網片 故障 拔出 更換 動態(tài)路由，報文通過各交換網片分擔轉發(fā) 自動隔離故障網片，剩余網片分擔轉發(fā) 自動恢復所有網片分擔轉發(fā) 倒換過程業(yè)務不中斷！ 7 支持跨板聚合 支持跨設備聚合 每組最大 12條鏈路捆綁 200捆綁組每系統(tǒng) 豐富的 2~12條鏈路聚合皆可均勻分擔 1 12 4_強大的鏈路聚合特性 8 ? ... ? 證 ? 吊死等異常狀態(tài)造成的兩端狀態(tài)不一致問題 ? 通過 速協(xié)議收斂 測試結果 態(tài)路由 收斂時間均小于 30 09 ? 主備倒換時通過 - ?在線升級 - 確保升級對業(yè)務無影響 - 降低維護壓力 ?熱補丁 - 通過熱補丁解決軟件 相對升級軟件推出速度更快 主備倒換、打補丁、 在線升級對業(yè)務無影響 ?配置恢復 - 確保接口板熱插拔后恢復正確配置 - 確保整框重起時恢復正確配置 系統(tǒng)級 0 目錄 ? 12500產品主要特色 ? 二代智能彈性架構） ? 數(shù)據中心級可靠性保障 ? 多層次的安全保護 ? 分布式緩存機制及精細化 全方位的維護檢測機制 ? 綠色環(huán)保技術 1 2007年網絡安全案例 某國內著名門戶網站首頁被掛馬事件 某國內著名門戶網站首頁于 6月 14 日凌晨被“掛馬” 北京聯(lián)眾遭分布式拒絕服務攻擊 聯(lián)眾在上海、石家莊的 13 臺服務器遭受到大流量的 擊，自 4 月 26日持續(xù)到 5 月 5 日，其攻擊最高流量達到瞬時 700務器全部癱瘓，經營網絡游戲被迫停止服務，初步估算經濟損失為 3460 萬人民幣 國內某大型網上購書網的官方網站數(shù)據庫賬戶泄漏事件 8月 9日云網主站點不可訪問，據分析可能和遭受黑客攻擊有關 8月 15到 16日，國內某大型銀行的個人銀行服務出現(xiàn)故障 2007年初，日本社保案， 5000萬人社保信息丟失 2007年 10月，奧運訂票系統(tǒng)癱瘓 2 豐富的安全防護特性 保護平面 控制平面的多級保護及安全性 止 持硬件限流等 轉發(fā)平面的多級保護和安全性 法報文過濾， 知單播 /組播 /廣播過濾，大容量雙向 址綁定，端口隔離 等 管理平面的安全性 支持 多種攻擊檢測機制 3 分層的 異常報文過濾 非法報文，攻擊報文 線速的 方向和出方向 制的協(xié)議報文上 每種協(xié)議報文均可分配到一個獨立隊列，協(xié)議間相互不影響，可按 控制面策略 可以根據報文來自的單板端口號，報文中的異常報文過濾和抑制 海量 線速 控制面策略 4 獨立的 去往 .. 控制面策略 每種協(xié)議報文均可分配到一個獨立隊列，協(xié)議間相互不影響，可按 5 目錄 ? 12500產品主要特色 ? 二代智能彈性架構） ? 數(shù)據中心級可靠性保障 ? 多層次的安全保護 ? 分布式緩存機制及精細化 全方位的維護檢測機制 ? 綠色環(huán)保技術 6 企業(yè)數(shù)據中心網絡最普通的設計模型 基于 支持企業(yè)的 支持眾多 2層模型極大依賴網絡提供的安全、應用優(yōu)化等服務 科研、教育、財經分析、制造計算、環(huán)境計算等 高性能計算 (高吞吐量計算環(huán)境 (常見操作系統(tǒng)： 003 隨著 據中心的網絡模型逐步轉變?yōu)?B/S（ 型。而 B/網絡設備提出更高的性能要求，成千上百臺服務器同時響應相關的運算指令，這種網絡模型決定了網絡設備的必須要有很強的緩存能力。 7 微觀情況下真實的流量情況 網絡流量從微觀角度觀察，其形態(tài)非常復雜，對實時性、可靠性敏感電網絡，對設備緩存能力的需求十分迫切！ 8 突發(fā)流量的影響 由于 于網絡流量的突發(fā)影響，會出現(xiàn)突發(fā)報文的丟失，再加上 導致 如果網絡設備具有大容量的緩存能力，就可以對突發(fā)報文進行適當?shù)木彌_，可以很大程度的提高網絡的可用性。 網絡的流量模型 9 大流量緩存能力 10012MB 40012MB 4兩個 1012可緩存 2*10000 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 512存 確調度！ 分布式緩存，能緩沖更大的 突發(fā)業(yè)務流量，增強數(shù)據中 心持續(xù)業(yè)務能力 1 區(qū)分優(yōu)先級的端到端精確調度模式 分布式緩存模式實際吸收突發(fā)流量能力遠超單端口緩存能力 緩存模式與典型擁塞模型的緊密契合 2560GE E 2 目錄 ? 12500產品主要特色 ? 二代智能彈性架構） ? 數(shù)據中心級可靠性保障 ? 多層次的安全保護 ? 分布式緩存機制及精細化 全方位的維護檢測機制 ? 綠色環(huán)保技術 3 產品可維護性需求 根據行業(yè)預測， 70% 的 算都花費在了現(xiàn)有應用環(huán)境的維護上。因此， 構必須提高運行效率，優(yōu)化數(shù)據中心資源的利用率，才能將節(jié)省出來的資金用于開展新的盈利型 目。 業(yè)務中斷該如何排查 鏈路故障該如何排查 設備系統(tǒng)故障該如何排查 物理端口故障該如何排查 4 在線狀態(tài)檢測機制 上電自檢 機制 硬件故障 定時檢測 業(yè)務通道 定時檢測 單板隔離 機制 離線診斷 機制 軟件版本 集成管理 5 512存 512存 512存 512存 512存 512存 內存 處理器 主控板 內存 處理器 主控板 業(yè)務卡 交換網 背板 ?線狀態(tài)檢測機制，可以實時在線檢測設備交換網板、業(yè)務板卡，物理端口 的健康狀態(tài)，能夠讓網絡管理者隨時了解設備的通道轉發(fā)情況。 6 目錄 ? 12500產品主要特色 ? 二代智能彈性架構） ? 數(shù)據中心級可靠性保障 ? 多層次的安全保護 ? 分布式緩存機制及精細化 全方位的維護檢測機制 ? 綠色環(huán)保技術 7 數(shù)據中心機房的問題 “ 北京網通的皂君廟機房，就因為供電不足的問題，不僅無法擴容，而且出租機架的絕大部分收入都用來付了電費。 ” 北京網通數(shù)據中心檀君普直言不諱地對記者說 : “ 北京絕大部分機房的供電都不足。 ” 8 基于 綠色數(shù)據中心 ? – 產部），參加標準的制定 – 察員） – 2007年 3月， 查國際標準 2430 《 電工電子產品與系統(tǒng)環(huán)境意識設計 》 – – – – 9 12500－電源及元器件 1、靈活高效的電源架構 Δ 多達 12個一次電源模塊槽位（ 支持 N+M 配置模式，靈活根據系統(tǒng)功耗配置模塊數(shù)量，保證模塊高效工作 2、系統(tǒng)支持智能電源管理 Δ 支持系統(tǒng)一次電源的智能監(jiān)控； Δ 高設備壽命，降低電磁輻射； Δ 以隔離故障 /空閑單板，降低系統(tǒng)功耗； 3、低功耗電路設計 Δ 采用最新 65提高了業(yè)務能耗比； Δ 電接口低功耗設計：以太網電接口支持自動電纜長度探測，可以根據 電纜長度調整發(fā)送器驅動電流，既滿足信號傳送要求，又降低了功耗； Δ 空閑端口支持 以自動根據設備的單板配置，關閉空閑的高速互連端口（ 降低了單板功耗； 0 12500－高效散熱系統(tǒng) 1、合理的風道結構 系統(tǒng)和電源散熱風道分開，互不干擾，提高散熱效率； 垂直風道結構有利于并柜，便于機房散熱風道設計，提高機房 散熱效率，降低空調能耗。 2、雙風扇框，高效散熱的同時， 1+1冗余，消除單點故障 3、智能散熱系統(tǒng) 運用 板級熱仿真，精心設計散熱風道； 自動收集單板溫度，專家系統(tǒng)計算風扇調速曲線； 風扇框支持風扇狀態(tài)監(jiān)控（轉速監(jiān)控、故障告警等） 風扇支持無級調速，可以根據環(huán)境溫度、單板配置自動分組調速。 杭州華三通信技術有限公司