框式交换机架构
论坛 发表于:11年07月11日 14:18 [转载] 51CTO
框式交换机架构从集中式发展到分布式后,整机的转发能力迎来了一次跳跃性发展,从Cisco6500的Supervisor32到Supervisor720就可见一斑。那么下一步路在何方呢,各个厂家都有着不同的看法。看回到前面分布式转发的结构图,可以想到要继续提升转发能力有两个主要方向,一个是将单芯片处理能力提升,交换芯片只处理一次查表转发,工作简单相对更容易提升,而转发芯片要干的事情太多就不是那么好换代的了。
而另一条路就是增加芯片的数量,转发芯片由于要排布在接口板上,毕竟地方就那么大,发展有限,现在的工艺来说,一块单板放4个转发芯片基本上已经到极限了,6个的也只看到Arista的7548接口板上有,再多的还没有见过,因此转发芯片的发展还是要看芯片厂商的能力了。而像Cisco6500的Supervisor720一样将交换芯片布在主控板上的话,同样面临空间的限制,上面还得放些CPU/TCAM什么的,最多每块主控上面放2个交换芯片就顶天了,双主控能支撑4个,但是全用做转发的话就做不到冗余了。最新的思路是将交换芯片拿出来单独成板,这样只要新机框设计得足够大,交换芯片的数量就不再是限制。例如Cisco的N7000可以插5块交换网板,而H3C的12500能够插9块交换网板。当然转发能力并不是交换芯片的数量越多就越好,还要看具体其单体转发能力和整机背板通道布局。
以Cisco的N7000举例分析,其交换网板Fabric Modules上的CFA(Crossbar Fabric ASICs)宣称是支持每槽位(Slot)2*23G的通道交换,整机最大支持2*23*5=230G的每槽位单向转发能力。这样能看出来啥呢?
1、N7010上8个板卡槽位,2个主控槽位(主控槽位支持1条23G通路),一共是8*2+2=18条通道,可以看出7010的交换网板上就一块Crossbar Fabric ASIC,这个交换芯片和以前Cisco6500 Supervisor720上的18*20交换芯片除了每通道带宽从20G提升到了23G以外,通路数都是18条没有变化,应该属于同一代交换芯片产品。7018可以算出是16*2+2=34条通道,那么其每块交换网板上应该是2个与7010相同的CFA交换芯片,而且还空了2条通道暂时没用上。
2、其接口板上的数据通道同样应该与交换网板通道相匹配,升级到23G的容量。看下48GE接口板的图,上面只有一块2通道的转发芯片Forwarding Engine,于是了解为啥其只能提供46G的全线速转发,而且使用一块交换网板就可以达到最大转发能力了。
3、再看其10GE接口板,8口万兆板上面有两块2通道的转发芯片,这样80G流量完全够处理,那么算算需要2块交换网板才能线速跨板转发,1块就只能转40G了。而32口万兆板上面就一块4通道的转发芯片,只能搞定80G流量转发,是收敛比4:1的非线速板,同样需要两块交换网板才能达到最大的跨板转发能力。
4、由上面3点可以看出,只使用目前Cisco N7000的接口板的话,交换网板2+1冗余就完全足够用的了。Cisco的下一步换代目标肯定是要想办法提升接口板转发芯片的能力了。首先应该搞定两块4通道转发芯片FE的工艺布局(VOQ和Replication Engine芯片的数量都要翻倍),这样能把16口线速万兆板先搞出来,然后是否研究20*10GE接口板就看其市场战略了。再下一步由于目前交换网板支持每接口板230G的总带宽限制,24/32口万兆线速板肯定是搞不定的。只能先想法将交换网板升级一下,至少得让交换能力再翻一翻才好拿出来搞定32/40口万兆板的线速转发,至于交换芯片是换代还是数量翻番就都有可能了。不过无论走哪条路都不是可以一蹴而就的事情,一两年内应该没戏。