新的縮放模式：以太網(wǎng)端口擴展器

作者：Michael Zimmerman，Marvell連接、服務(wù)器、基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)部（CSIBU）副總裁兼總經(jīng)理

在過去的三十年中，以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為所有行業(yè)的統(tǒng)一通信基礎(chǔ)架構(gòu)。每天都有超過三百萬的以太網(wǎng)端口在部署，覆蓋從FE到100GbE的所有速度。企業(yè)和運營商在部署時通常會使用盒式的交換設(shè)備和堆疊和高密度機箱式交換機的組合，來應(yīng)對以太網(wǎng)的不斷演進。然而，在過去的幾年中，以太網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢正在持續(xù)改變。隨著數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)部署和創(chuàng)新都在以最快的速度進行著，用于數(shù)據(jù)中心的以太網(wǎng)交換機架構(gòu)占據(jù)主導(dǎo)地位，使得企業(yè)和運營商市場不得不采用。這種新的模式變化使得整個以太網(wǎng)市場中為數(shù)據(jù)中心選擇架構(gòu)變得關(guān)鍵并具有影響力。然而，數(shù)據(jù)中心的部署方式是不同的。

數(shù)據(jù)中心如何不同？

數(shù)據(jù)中心的以太網(wǎng)端口部署趨于一致，無論是10GbE、25GbE或50GbE，相同的以太網(wǎng)端口速度通過一個機架架頂（ToR）交換機被部署于每一個服務(wù)器上，然后聚集到多個CLOS層。最終目的是將盡可能多的以太網(wǎng)端口以最高的商用速度部署在以太網(wǎng)交換機上，并使其最經(jīng)濟和最節(jié)能。連接到ToR交換機的終端是服務(wù)器NIC（網(wǎng)絡(luò)接口卡），它一般是市場上可用的最高速度（目前為10/25GbE，正在向25/50GbE方向發(fā)展）。今天，25GbE交換機的128個接口正在部署中，在接下來的幾年內(nèi)會到達并超越64x 100GbE。但是，盡管數(shù)據(jù)中心正在向更高的端口密度、更高的端口速度和同質(zhì)部署方向發(fā)展，但是更低的速度仍擁有廣泛市場，比如10GbE繼續(xù)被使用并仍具有經(jīng)濟效益。數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新帶動更高密度和更高端口速度的發(fā)展，但很多細分市場仍需要具備較低端口速度和不同密度的解決方案。這個問題怎么解決？

縮小差距

幸運的是，將較低速度的端口連接到較高密度交換機的技術(shù)已經(jīng)存在好幾年了。IEEE標(biāo)準(zhǔn)編纂的802.1br端口擴展器標(biāo)準(zhǔn)作為所需的協(xié)議，允許從原始速度較高的端口扇出端口。在本質(zhì)上，一個高端、高端口密度交換機可以扇出數(shù)百甚至數(shù)千個較低速度的端口。高密度交換機是控制的橋梁，而扇出較低速度端口的設(shè)備是端口擴展器。

為什么使用端口擴展器？

除了將數(shù)據(jù)中心交換機作為一個控制橋重新封裝外，使用端口擴展器還有一些獨特的優(yōu)勢：

1. 相比服務(wù)以太網(wǎng)端口的任何其他解決方案，端口擴展器僅需很少的成本、功耗以及板面積。

2. 端口擴展器擁有很少的軟件，甚至不需要軟件。這種簡化的操作部署減少了管理實體，僅限于高端控制橋。

3. 端口擴展器可通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議802.1br與任何高端交換機進行通信。其他選擇包括Marvell DSA，或可編程的包頭（header）。

4. 端口擴展器和任何轉(zhuǎn)換服務(wù)配合良好：100GbE到10GbE端口、400GbE到25GbE端口等。

5. 端口擴展器可以在任何下行速度下操作：1GbE、2.5GbE、10GbE、25GbE等。

6. 端口擴展器可以采用過度定制模式（oversubscribed）或非過度定制模式（non-oversubscribed），這意味著上行寬帶與下行寬帶比例可從1:1到1:4（取決于應(yīng)用程序）進行設(shè)計。這本身就可以通過4x的規(guī)格降低成本和功耗。

Marvell端口擴展器

Marvell已經(jīng)推出了多個專用的端口擴展器產(chǎn)品，可從40GbE和100GbE的較高速端口扇出1GbE和10GbE端口。和芯片解決方案一起，軟件參考代碼也是可用的，并且可以很容易地集成到一個控制橋中。Marvell用各種控制橋交換機進行了互操作性測試，包括市場上領(lǐng)先的交換機。這個基準(zhǔn)設(shè)計帶來了2倍的成本降低和2倍的功耗節(jié)約。SDK、數(shù)據(jù)表和設(shè)計包現(xiàn)已就緒。Marvell IEEE802.1br端口擴展器目前正在向市場出貨。