IDC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案

1、idc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案江蘇有線昆山idc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案1.1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求1.1.1 現(xiàn)有idc機房網(wǎng)絡(luò)分析江蘇有線昆山分公司現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心機房網(wǎng)絡(luò)采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建，基礎(chǔ)架構(gòu)為二層組網(wǎng)結(jié)構(gòu),核心設(shè)備為一臺華為ne80路由器,接入交換機為各種主流品牌交換機（h3c，huawei,dlink等），網(wǎng)管和非網(wǎng)管交換機都有。隨著各類業(yè)務(wù)應(yīng)用對業(yè)務(wù)需求的深入發(fā)展,業(yè)務(wù)部門對資源的需求正以幾何級數(shù)增長，傳統(tǒng)的it基礎(chǔ)架構(gòu)方式給管理員和未來業(yè)務(wù)的擴展帶來巨大挑戰(zhàn)。具體而言存在如下問題：l 維護管理難：在傳統(tǒng)構(gòu)架的網(wǎng)絡(luò)中進行業(yè)務(wù)擴容、遷移或增加新的服務(wù)功能越來越困難，每一次變更都將牽涉相互關(guān)聯(lián)的、不同時

2、期按不同初衷建設(shè)的多種物理設(shè)施,涉及多個不同領(lǐng)域、不同服務(wù)方向，工作繁瑣、維護困難，而且容易出現(xiàn)漏洞和差錯。比如數(shù)據(jù)中心新增加一個業(yè)務(wù)類型，需要調(diào)整新的應(yīng)用訪問控制需求,此時管理員不僅要了解新業(yè)務(wù)的邏輯訪問策略，還要精通物理的防火墻實體的部署、連接、安裝，要考慮是增加新的防火墻端口、還是需要添置新的防火墻設(shè)備,要考慮如何以及何處接入，有沒有相應(yīng)的接口，如何跳線,以及隨之而來的vlan、路由等等.當這樣的網(wǎng)絡(luò)資源需求在短期內(nèi)累積，將極易在使得系統(tǒng)維護的質(zhì)量和穩(wěn)定性下降，同時反過來減慢新業(yè)務(wù)的部署，進而阻礙公司業(yè)務(wù)的推進和發(fā)展.l 資源利用率低：傳統(tǒng)架構(gòu)方式對底層資源的投入與在上層業(yè)務(wù)所收到的效果

3、很難得到同比發(fā)展，最普遍的現(xiàn)象就是忙的設(shè)備不堪重負，閑的設(shè)備資源儲備過多，二者相互之間又無法借用和共用。這是由于對底層網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是以功能單元為中心進行建設(shè)的,并不考慮上層業(yè)務(wù)對底層資源調(diào)用的優(yōu)化,這使得對網(wǎng)絡(luò)的投入往往無法取得同樣的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果的改善，反而浪費了較多的資源和維護成本。l 服務(wù)策略不一致：傳統(tǒng)架構(gòu)最嚴重的問題是這種以孤立的設(shè)備功能為中心的設(shè)計思路無法真正從整個系統(tǒng)角度制訂統(tǒng)一的服務(wù)策略,比如安全策略、高可用性策略、業(yè)務(wù)優(yōu)化策略等等，造成跨平臺策略的不一致性,從而難以將所投入的產(chǎn)品能力形成合力為上層業(yè)務(wù)提供強大的服務(wù)支撐.因此,按傳統(tǒng)底層基礎(chǔ)設(shè)施所提供的服務(wù)能力已無法適應(yīng)當前業(yè)務(wù)急劇

4、擴展所需的資源要求，本次數(shù)據(jù)中心建設(shè)必須從根本上改變傳統(tǒng)思路，遵照一種嶄新的體系結(jié)構(gòu)思路來構(gòu)造新的數(shù)據(jù)中心it基礎(chǔ)架構(gòu)。1.1.2 idc機房網(wǎng)絡(luò)目標架構(gòu)面向服務(wù)的設(shè)計思想已經(jīng)成為web2。0下解決來自業(yè)務(wù)變更、業(yè)務(wù)急劇發(fā)展所帶來的資源和成本壓力的最佳途徑。從業(yè)務(wù)層面上主流的it廠商如ibm、bea等就提出了摒棄傳統(tǒng)的“面向組件（component）”的開發(fā)方式，而轉(zhuǎn)向“面向服務(wù)的開發(fā)方式，即應(yīng)用軟件應(yīng)當看起來是由相互獨立、松耦合的服務(wù)構(gòu)成，而不是對接口要求嚴格、變更復(fù)雜、復(fù)用性差的緊耦合組件構(gòu)成，這樣可以以最小的變動、最佳的需求溝通方式來適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求增長.鑒于此，江蘇有線昆山分公司

5、數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)應(yīng)用正在朝“面向服務(wù)的架構(gòu)service oriented architecture（soa）”轉(zhuǎn)型。與業(yè)務(wù)的soa相適應(yīng)，支撐業(yè)務(wù)運行的底層基礎(chǔ)設(shè)施也應(yīng)當向“面向服務(wù)”的設(shè)計思想轉(zhuǎn)變，構(gòu)造“面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心”（service oriented data center，sodc）。傳統(tǒng)組網(wǎng)觀念是根據(jù)功能需求的變化實現(xiàn)對應(yīng)的硬件功能盒子堆砌而構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的,這非常類似于傳統(tǒng)軟件開發(fā)的組件堆砌，被已經(jīng)證明為是一種較低效率的資源調(diào)用方式，而如果能夠?qū)⒄麄€網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建看成是由封裝完好、相互耦合松散、但能夠被標準化和統(tǒng)一調(diào)度的“服務(wù)”組成，那么業(yè)務(wù)層面的變更、物理資源的復(fù)用都將是輕而易舉的事

6、情。sodc就是要求當soa架構(gòu)下業(yè)務(wù)的變更，導(dǎo)致軟件部分的服務(wù)模塊的組合變化時，松耦合的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也能根據(jù)應(yīng)用的變化自動實現(xiàn)重組以適配業(yè)務(wù)變更所帶來的資源要求的變化，而盡可能少的減少復(fù)雜硬件的相關(guān)性，從運行維護、資源復(fù)用效率和策略一致性上徹底解決傳統(tǒng)設(shè)計帶來的頑疾。具體而言sodc應(yīng)形成這樣的資源調(diào)用方式：底層資源對于上層應(yīng)用就象由服務(wù)構(gòu)成的“資源池”，需要什么服務(wù)就自動的會由網(wǎng)絡(luò)調(diào)用相關(guān)物理資源來實現(xiàn)，管理員和業(yè)務(wù)用戶不需要或幾乎可以看不見物理設(shè)備的相互架構(gòu)關(guān)系以及具體存在方式。sodc的框架原型應(yīng)如下所示：在圖中，隔在物理架構(gòu)和用戶之間的“交互服務(wù)層”實現(xiàn)了向上提供服務(wù)、向下屏蔽復(fù)雜的物理

7、結(jié)構(gòu)的作用，使得網(wǎng)絡(luò)使用者看到的網(wǎng)絡(luò)不是由復(fù)雜的基礎(chǔ)物理功能實體構(gòu)成的，而是一個個智能服務(wù)安全服務(wù)、移動服務(wù)、計算服務(wù)、存儲服務(wù)等等，至于這些服務(wù)是由哪些實際存在的物理資源所提供，管理員和上層業(yè)務(wù)都無需關(guān)心，交互服務(wù)層解決了一切資源的調(diào)度和高效復(fù)用問題。sodc和soa構(gòu)成的數(shù)據(jù)中心it架構(gòu)必將是整個數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展的趨勢，雖然實現(xiàn)真正理想的sodc和soa融合的架構(gòu)將是一個長期的歷程，但在向該融合框架邁進的每一步實際上都將會形成對網(wǎng)絡(luò)靈活性、網(wǎng)絡(luò)維護、資源利用效率、投資效益等等方面的巨大改善.因此adc公司本次數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，要求盡可能的遵循如上所述的新一代面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計框架。1

8、.2 idc機房網(wǎng)絡(luò)設(shè)計目標在基于sodc的設(shè)計框架下,江蘇有線昆山分公司新一代數(shù)據(jù)中心應(yīng)實現(xiàn)如下設(shè)計目標：l 簡化管理：使上層業(yè)務(wù)的變更作用于物理設(shè)施的復(fù)雜度降低，能夠最低限度的減少了物理資源的直接調(diào)度，使維護管理的難度和成本大大降低.l 高效復(fù)用:使得物理資源可以按需調(diào)度,物理資源得以最大限度的重用,減少建設(shè)成本,提高使用效率。即能夠?qū)崿F(xiàn)總硬件資源占用量降低了,而每個業(yè)務(wù)得到的服務(wù)反而更有充分的資源保證了。l 策略一致：降低具體設(shè)備個體的策略復(fù)雜性,最大程度的在設(shè)備層面以上建立統(tǒng)一、抽象的服務(wù)，每一個被充分抽象的服務(wù)都按找上層調(diào)用的目標進行統(tǒng)一的規(guī)范和策略化，這樣整個it將可以達到理想的服

9、務(wù)規(guī)則和策略的一致性。1.3 idc機房技術(shù)需求sodc架構(gòu)是一種資源調(diào)度的全新方式,資源被調(diào)用方式是面向服務(wù)而非象以前一樣面向復(fù)雜的物理底層設(shè)施進行設(shè)計的，而其中交互服務(wù)層是基于服務(wù)調(diào)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。交互服務(wù)層的形成是由網(wǎng)絡(luò)智能化進一步發(fā)展而實現(xiàn)的，它是底層的物理網(wǎng)絡(luò)通過其內(nèi)在的智能服務(wù)功能，使得其上的業(yè)務(wù)層面看不到底層復(fù)雜的結(jié)構(gòu),不用關(guān)心資源的物理調(diào)度，從而最大化的實現(xiàn)資源的共享和復(fù)用。要形成sodc要求的交互服務(wù)層，必須對網(wǎng)絡(luò)提出以下要求：1.3.1 整合能力sodc要求將數(shù)據(jù)中心所需的各種資源實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的整合,這是后續(xù)上層業(yè)務(wù)能看到底層網(wǎng)絡(luò)提供各類sodc服務(wù)的基礎(chǔ)。整合的概念不是簡單

10、的功能增多，雖然整合化的一個體現(xiàn)是很多獨立設(shè)備的功能被以特殊硬件的方式整合到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，但其真正的核心思想是將資源盡可能集中化以便于跨平臺的調(diào)用,而物理存在方式則可自由的根據(jù)需要而定.數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)所必須提供的資源包括：l 智能業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)所必須的智能功能，比如服務(wù)質(zhì)量保證、安全訪問控制、設(shè)備智能管理等等；l 數(shù)據(jù)中心的三大資源網(wǎng)絡(luò)：高性能計算網(wǎng)絡(luò)；存儲交換網(wǎng)絡(luò);數(shù)據(jù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。這兩類資源的整合將是檢驗新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)sodc能力的重要標準。1.3.2 虛擬化能力虛擬化其實就是把已整合的資源以一種與物理位置、物理存在、物理狀態(tài)等無關(guān)的方式進行調(diào)用，是從物理資源到服務(wù)形態(tài)的質(zhì)變過程。虛擬化是實現(xiàn)物理資

11、源復(fù)用、降低管理維護復(fù)雜度、提高設(shè)備利用率的關(guān)鍵,同時也是為未來自動實現(xiàn)資源協(xié)調(diào)和配置打下基礎(chǔ)。新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)要求能夠提供多種方式的虛擬化能力，不僅僅是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化（比如vlan、vpn等）,還必須做到：l 交換虛擬化l 智能服務(wù)虛擬化l 服務(wù)器虛擬化第2章 idc機房網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)根據(jù)以上新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求,必須對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所使用的常規(guī)以太網(wǎng)技術(shù)進行革新，數(shù)據(jù)中心級以太網(wǎng)（data center ethernet，簡稱dce）技術(shù)由此誕生.dce之前也被一些廠商稱為匯聚型增強以太網(wǎng)技術(shù)（converged enhanced ethernet，簡稱cee），是兼容傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)

12、議并按新一代數(shù)據(jù)中心的傳輸要求,對其進行全面革新的一系列標準和技術(shù)的總稱.因此，為達到江蘇有線昆山分公司的新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標，必須摒棄傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù),而采用新一代的dce（cee)技術(shù)進行組網(wǎng).具體而言,本次江蘇有線昆山分公司數(shù)據(jù)中心所采用的dce技術(shù),可以達到以下的技術(shù)目標。2.1 整合能力2.1.1 一體化交換技術(shù)dce技術(shù)的重要目標是實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心最大程度的資源整合,從而實現(xiàn)面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心sodc的最終目標。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中存在三種網(wǎng)絡(luò)：使用光纖存儲交換機的存儲交換網(wǎng)絡(luò)（fiber channel san），便于實現(xiàn)cpu、內(nèi)存資源并行化處理的高性能計算網(wǎng)絡(luò)（多采用高帶寬低延

13、遲的infiniband技術(shù)），以及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)局域網(wǎng).dce技術(shù)將這三種網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在統(tǒng)一的傳輸平臺上,即dce將使用一種交換技術(shù)同時實現(xiàn)遠程存儲、遠程并行計算處理和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能。這樣才能最大化的實現(xiàn)三種資源的整合,從而便于實現(xiàn)跨平臺的資源調(diào)度和虛擬化服務(wù)，提高投資的有效性，同時還降低了管理成本.江蘇有線昆山分公司業(yè)務(wù)的特點不需要超級計算功能，因此本次項目要實現(xiàn)存儲網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)合一，使用dce技術(shù)實現(xiàn)二者的一體化交換。當前在以太網(wǎng)上融合傳統(tǒng)局域網(wǎng)和存儲網(wǎng)絡(luò)唯一成熟技術(shù)標準是fiber channel over ethernet技術(shù)（fcoe），它已在標準上給出了如何把存儲網(wǎng)（san

14、）的數(shù)據(jù)幀封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)進行轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)技術(shù)協(xié)議。由于該項技術(shù)的簡單性、高效率、經(jīng)濟性，目前已經(jīng)形成相對成熟的包括存儲廠商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商、主機廠商、網(wǎng)卡廠商的生態(tài)鏈。本次數(shù)據(jù)中心建設(shè)將做好fcoe的基礎(chǔ)設(shè)施準備，并將在下一階段完成基于fcoe技術(shù)的雙網(wǎng)融合.2.1.2 無丟棄以太網(wǎng)技術(shù)為保證一體化交換的實現(xiàn)，dce改變了傳統(tǒng)以太網(wǎng)無連接、無保障的best effort傳輸行為，即保證主機在通過以太網(wǎng)進行磁盤讀寫等操作、高性能計算所要求的遠程內(nèi)存訪問、并行處理等操作，不會發(fā)生任何不可預(yù)料的傳輸失敗,達到真正的“無丟包”以太網(wǎng)目標。dce在網(wǎng)絡(luò)中以硬件及軟件的形式實現(xiàn)了以下技術(shù):基于優(yōu)先級類別的流

15、控（priority flow control）通過基于ieee 802.1p類別通道的pause功能來提供基于數(shù)據(jù)流類別的流量控制帶寬管理ieee 802.1qaz 標準定義基于ieee 802.1p 流量類別的帶寬管理以及這些流量的優(yōu)先級別定義擁塞管理ieee 802。1qau 標準定義如何管理網(wǎng)絡(luò)中的擁塞(bcn/qcn)l 基于優(yōu)先級類別的流控在dce 的理念中是非常重要的一環(huán),通過它和擁塞管理的相互合作,我們可以構(gòu)造出“不丟包的以太網(wǎng)”架構(gòu)；這對今天的我們來說，它的誘惑無疑是不可阻擋的。不丟包的以太網(wǎng)絡(luò)提供一個安全的平臺，它讓我們把一些以前無法安心放置到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的重要應(yīng)用能安心的應(yīng)

16、用到這個dce的數(shù)據(jù)平臺。l 帶寬管理在以太網(wǎng)絡(luò)中提供類似于類似幀中繼(frame relay)的帶寬控制能力，它可以確保一些重要的業(yè)務(wù)應(yīng)用能獲得必須的網(wǎng)絡(luò)帶寬；同時保證網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬利用的最大化。l 擁塞管理可以提供在以太網(wǎng)絡(luò)中的各種擁塞發(fā)現(xiàn)和定位能力，這在非連接的網(wǎng)絡(luò)中無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)；可以說在目前的所有非連接的網(wǎng)絡(luò)中，這是一個嶄新的應(yīng)用；目前的研究方向主要集中在后向擁塞管理(bcn）和量化擁塞管理（qcn）這兩個方面。2.1.3 性能支撐能力為保證實現(xiàn)一體化交換和資源整合，dce還必須對傳統(tǒng)以太網(wǎng)的性能和可擴展性的進行革新.首先為保證三網(wǎng)合一后的帶寬資源，萬兆以太網(wǎng)技術(shù)只是dce核心層

17、帶寬的起點。而正在發(fā)展中的40g/100g以太網(wǎng)才是dce技術(shù)將來的主流帶寬.因此，要保證我們今天采購的設(shè)備能有5年以上的生命周期,就必須考慮硬件的可擴展能力。這也就是說從投資保護和工程維護的角度出發(fā)，我們需要一個100g平臺的硬體設(shè)備，即每個設(shè)備的槽位至少要支持100g的流量（全雙工每槽位200gbps），只有這樣才能維持該設(shè)備5年的生命周期.同時從經(jīng)濟性的角度來考慮，如果能達到400g的平臺是最理想的。另外存儲網(wǎng)絡(luò)和高性能計算所要求的通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的遠程磁盤讀寫、內(nèi)存同步的性能需求，dce設(shè)備必須提供比傳統(tǒng)以太網(wǎng)設(shè)備低幾個數(shù)量級的端口間轉(zhuǎn)發(fā)延遲。dce要求的核心層的三層轉(zhuǎn)發(fā)延遲應(yīng)可達到30u

18、s以下，接入層的二層轉(zhuǎn)發(fā)延遲應(yīng)可在34us以下.這都是傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)無法實現(xiàn)的性能指標要求。2.1.4 智能服務(wù)的整合能力眾所周知，應(yīng)用的復(fù)雜度是在不斷的提升，同時伴隨著網(wǎng)絡(luò)的融合，應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的交互可以預(yù)見的是網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度也將不斷的提升。這也印證我們的判斷：應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的控制將逐步增強，網(wǎng)絡(luò)同時也在為應(yīng)用而優(yōu)化。因此構(gòu)建一個單業(yè)務(wù)的簡單l2轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)并不是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計方向;全業(yè)務(wù)的設(shè)備和多業(yè)務(wù)融合的網(wǎng)絡(luò)才是我們所需要的環(huán)境。那么我們需要什么樣的全業(yè)務(wù)呢，很明顯data center ethernet 是一個必備的項目，同時我們至少還需要其它的基本業(yè)務(wù)屬性來保障一個多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的運行，如：l 服務(wù)質(zhì)

19、量保證qosl 訪問列表控制 acll 虛擬交換機的實現(xiàn) virtual switchl 網(wǎng)絡(luò)流量分析 netflowl cpu抗攻擊保護coppl 遠程無人值守管理cmpl 嵌入式事件管理eem當然,所有這些業(yè)務(wù)的實現(xiàn)都是在不影響轉(zhuǎn)發(fā)性能的前提條件下的.失去這個大前提，多業(yè)務(wù)的實現(xiàn)就變得毫無意義.所以設(shè)計一個好的產(chǎn)品就必須顧全多業(yè)務(wù)、融合網(wǎng)絡(luò)這個大前提。如何使這些復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理能夠在高達100g甚至是400g的線路卡上獲得線速處理的性能是考驗一個硬件平臺的重要技術(shù)指標。最終的勝出者無疑就是能夠用最小的代價來換取最大業(yè)務(wù)實現(xiàn)和性能的設(shè)備平臺.2.2 虛擬化能力dce對網(wǎng)絡(luò)虛擬化不僅僅是傳統(tǒng)意義

20、上的vlan和vpn，為實現(xiàn)sodc的交互服務(wù)層資源調(diào)度方式,dce還能夠做到以下的虛擬化能力。2.2.1 虛擬交換技術(shù)虛擬交換技術(shù)可以實現(xiàn)當我們使用交換機資源時,我們可以不用關(guān)心交換服務(wù)的物理存在方式，它可能是由一臺交換機提供,也可能是兩臺交換機設(shè)備，甚至可以是一個交換機中的幾個虛擬交換機之一。思科的dce技術(shù)就提供了將兩個物理交換機虛擬為一臺交換機的虛擬交換系統(tǒng)（vpc）技術(shù),以及將一個交換機虛擬化為多個交換機的虛擬設(shè)備（vdc)技術(shù)。（一）虛擬交換系統(tǒng)（vpc）vpc技術(shù)可將網(wǎng)絡(luò)的雙核心虛擬化為單臺設(shè)備，虛擬交換機性能倍增、管理復(fù)雜度反而減半.具體有如下優(yōu)勢：l 單一管理界面：管理界面完

21、全為單臺設(shè)備管理方式，管理和維護工作量減輕一半；l 性能翻倍：虛擬交換系統(tǒng)具備兩臺疊加的性能，與其它交換機通過跨物理機箱的雙千兆以太網(wǎng)或雙萬兆以太網(wǎng)捆綁技術(shù)，遠比依靠路由或生成樹的負載均衡更均勻,帶寬和核心吞吐量均做到真正的翻倍。l 協(xié)議簡單：虛擬交換系統(tǒng)與其它設(shè)備間的動態(tài)路由協(xié)議完全是單臺設(shè)備與其它設(shè)備的協(xié)議關(guān)系，需維護的路由鄰居關(guān)系數(shù)以二次方根下降,在本系統(tǒng)中可達45倍下降,工作量和部署難度大大降低；虛擬交換系統(tǒng)同時作為單臺設(shè)備參與生成樹計算關(guān)系，生成樹計算和維護量以二次方根下降,在本系統(tǒng)中可達45倍下降，工作量和部署難度大大降低。l 冗余可靠：虛擬交換系統(tǒng)形成虛擬單機箱、物理雙引擎的跨機

22、箱冗余引擎系統(tǒng)，下連接入交換機原來需要用動態(tài)路由或生成樹實現(xiàn)冗余切換的，在vpc下全都可以用簡單的鏈路捆綁實現(xiàn)負載均衡和冗余,無論是鏈路還是引擎，冗余切換比傳統(tǒng)方式更加迅捷平滑，保持上層業(yè)務(wù)穩(wěn)定運行。以前兩個單引擎機箱的其中一臺更換引擎,一定會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，而虛擬交換系統(tǒng)里任意一臺更換引擎，數(shù)據(jù)可以保證0丟失。（二）虛擬設(shè)備系統(tǒng)（vdc）vdc技術(shù)則可以實現(xiàn)將一臺交換機劃分為多個虛擬的子交換機，每個交換機擁有獨立的配置界面,獨立的生成樹、路由、snmp、vrrp等協(xié)議進程,甚至獨立的資源分配（內(nèi)存、tcam、轉(zhuǎn)發(fā)表等等）。它與vss配合，將在實現(xiàn)更加靈活的、與物理設(shè)備無關(guān)的跨平臺資源分配能力

23、,為數(shù)據(jù)中心這種底層設(shè)施資源消耗型網(wǎng)絡(luò)提供更經(jīng)濟高效的組網(wǎng)方式，也為管理和運營智能化自動化創(chuàng)造條件。物理設(shè)備虛擬成若干個邏輯上的獨立設(shè)備的圖示:2.2.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)虛擬化在服務(wù)資源整合以及設(shè)備虛擬化的基礎(chǔ)之上,dce要求每個虛擬化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用區(qū)都有自己的業(yè)務(wù)服務(wù)設(shè)施，比如自己的防火墻、ids、負載均衡器、ssl加速、網(wǎng)絡(luò)服務(wù),這些如果都是物理上獨占式分配的,將是高成本、低效率且難于維護管理的。dce網(wǎng)絡(luò)在提供這些網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)時都可以以虛擬化的方式實現(xiàn)各類服務(wù)的資源調(diào)用，思科的dce網(wǎng)絡(luò)中就可以實現(xiàn)虛擬防火墻、虛擬ids、虛擬負載均衡器、虛擬ssl vpn網(wǎng)絡(luò)等等，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)的虛擬化.2

24、.2.3 服務(wù)器虛擬化服務(wù)器虛擬化可以使上層業(yè)務(wù)應(yīng)用僅僅根據(jù)自己所需的計算資源占用要求來對cpu、內(nèi)存、i/o和應(yīng)用資源等實現(xiàn)自由調(diào)度，而無須考慮該應(yīng)用所在的物理關(guān)聯(lián)和位置。當前商用化最為成功的服務(wù)器虛擬化解決方案是vmware的vmotion系列，微軟的virtual server和許多其它第三方廠商（如intel、amd等）也正在加入，使得服務(wù)器虛擬化的解決方案將越來越完善和普及.然而人們越來越意識到服務(wù)器虛擬化的系統(tǒng)解決方案中除了應(yīng)用、主機、操作系統(tǒng)的角色外，網(wǎng)絡(luò)將是一個更為至關(guān)重要的角色。網(wǎng)絡(luò)將把各個自由聯(lián)系成為一個整體,網(wǎng)絡(luò)將是實現(xiàn)自由虛擬化的橋梁。服務(wù)器虛擬化需要dce能夠提供以下

25、能力:l 資源的整合:業(yè)務(wù)應(yīng)用運行所依賴的物理計算環(huán)境都需要網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接，然而在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)、互連cpu和內(nèi)存的計算網(wǎng)、互連存儲的存儲網(wǎng)都是孤立的，這就無法真正實現(xiàn)與物理無關(guān)的服務(wù)器資源調(diào)度，因此實現(xiàn)真正意義上徹底的服務(wù)器虛擬化，前面提到的dce三網(wǎng)一體化交換架構(gòu)是必須的條件。l 網(wǎng)絡(luò)的虛擬機意識:傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是不具備虛擬機意識的，即在網(wǎng)絡(luò)上傳遞的信息是無法區(qū)別它是來自于哪個虛擬機，也無法在網(wǎng)絡(luò)上根據(jù)虛擬機來提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，當虛擬機遷移，也沒有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)跟蹤手段保證服務(wù)的全局一致性。不過這些都是dce正在解決的問題，一些dce的領(lǐng)導(dǎo)廠商，比如思科，已經(jīng)在推出的商用化dce產(chǎn)品中

26、提供了相應(yīng)的虛擬機標識機制，并且思科已經(jīng)聯(lián)合vmware等廠商將這些協(xié)議提交ieee實現(xiàn)標準化。l 虛擬機遷移的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：服務(wù)器虛擬化是依靠虛擬機的遷移技術(shù)實現(xiàn)與物理資源無關(guān)的資源共享和復(fù)用的。虛擬機遷移需要一個二層環(huán)境，這導(dǎo)致遷移范圍被局限在傳統(tǒng)的vlan內(nèi).我們知道web2。0、云計算等概念都需要無處不在的數(shù)據(jù)中心,那么如何實現(xiàn)二層網(wǎng)絡(luò)的跨地域延展呢?傳統(tǒng)的l2 mpls技術(shù)太復(fù)雜,于是ieee和ietf正在制定二層多路徑(即二層延展)的新標準，dce的領(lǐng)導(dǎo)廠商思科公司也提出了一種新的協(xié)議標準cisco over the top virtualization(otv）來解決跨城域或廣域網(wǎng)的

27、二層延展性問題，從而為服務(wù)器虛擬化提供可擴展的網(wǎng)絡(luò)支撐.2.3 自動化自動化是sodc架構(gòu)中上層自動優(yōu)化的實現(xiàn)服務(wù)調(diào)用必須條件。在高度整合化和虛擬化的基礎(chǔ)上，服務(wù)的部署完全不需要物理上的動作，資源在虛擬化平臺上可以與物理設(shè)施無關(guān)的進行分配和整合，這樣我們只需要將一定的業(yè)務(wù)策略輸入給智能網(wǎng)絡(luò)的策略服務(wù)器，一切的工作都可以按系統(tǒng)自身最優(yōu)化的方式進行計算、評估、決策和調(diào)配實現(xiàn)?，F(xiàn)在商用的dce自動化解決方案包括管理自動化和業(yè)務(wù)部署自動化。江蘇有線昆山分公司數(shù)據(jù)中心將在后續(xù)的建設(shè)中逐步完善自動化管理和自動化業(yè)務(wù)部署,但需要在本期通過dce技術(shù)的實施打下未來自動化部署的堅實基礎(chǔ)。2.4 綠色數(shù)據(jù)中心dc

28、e技術(shù)的整合化、虛擬化和自動化本身就是在達到同樣業(yè)務(wù)能力的要求下實現(xiàn)高效率利用硬件資源、減少總硬件投入、節(jié)約維護管理成本等方面的最佳途徑，這本身也是綠色數(shù)據(jù)中心的必要條件。另外dce產(chǎn)品必須在硬件實現(xiàn)上實現(xiàn)低功耗、高效率,包括l 利用最新半導(dǎo)體工藝（越小納米的芯片要比大納米的芯片省電）l 降低邏輯電路的復(fù)雜度 (在接入層使用二層設(shè)備往往要比三層設(shè)備省電）l 減少通用集成電路的空轉(zhuǎn)(使用定制化的專業(yè)設(shè)計的芯片往往比通用芯片省電）l 等等由此可見,對于一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在業(yè)務(wù)能力相當?shù)那疤釛l件下，越小的功耗就代表越先進的技術(shù)。在dce設(shè)備一般可以做到維持三層的全業(yè)務(wù)萬兆吞吐功耗小于25w、二層的萬兆吞

29、吐功耗小于13w綜上所述，在本次江蘇有線昆山分公司新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，將采用不同于傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)的dce以太網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建面向服務(wù)的高效能數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)平臺.第3章 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)改造建議3.1 總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本次江蘇有線昆山分公司數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)將采用新一代的dce技術(shù),并使用dce技術(shù)的代表廠商cisco公司的nexus系列產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將采用大型數(shù)據(jù)中心典型的層次化、模塊化組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。3.1.1 層次化結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢采用層次化結(jié)構(gòu)有如下好處:l 節(jié)約成本：園區(qū)網(wǎng)絡(luò)意味著巨大的業(yè)務(wù)投資正確設(shè)計的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)可以提高業(yè)務(wù)效率和降低運營成本。l 便于擴展：一個模塊化的或者層次化的網(wǎng)絡(luò)由很多更加便于復(fù)制

30、、改造和擴展的模塊所構(gòu)成，在添加或者移除一個模塊時，并不需要重新設(shè)計整個網(wǎng)絡(luò)。每個模塊可以在不影響其他模塊或者網(wǎng)絡(luò)核心的情況下投入使用或者停止使用。l 加強故障隔離能力：通過將網(wǎng)絡(luò)分為多個可管理的小型組件，企業(yè)可以大幅度簡化故障定位和排障處理時效。3.1.2 標準的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)層次化結(jié)構(gòu)包括二個功能部分,即接入層、核心層，各層次定位分別如下l 核心層：是企業(yè)數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)的骨干,本層的設(shè)計目的是實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)交換，并且提供高可靠性和快速的路由收斂。l 接入層:負責提供服務(wù)器、用戶終端、存儲設(shè)施等等的網(wǎng)絡(luò)第一級接入功能，另外網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)的初始分類，比如安全標識、qos分類將也是這一層的基本功能。3

31、.1.3 idc機房網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)根據(jù)業(yè)界企業(yè)網(wǎng)絡(luò)最佳設(shè)計實踐參考，在邊緣節(jié)點端口較少的小型網(wǎng)絡(luò)中,可以考慮將核心層與分布層合并,小型網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模主要由接入層交換機決定.江蘇有線昆山分公司的業(yè)務(wù)應(yīng)用特點又決定了核心層將相對接入的網(wǎng)絡(luò)模塊較少，只有vod服務(wù)器接入、數(shù)據(jù)中心匯聚接入、廣域網(wǎng)接入等三塊，如果采用單獨的大容量物理核心設(shè)備將造成浪費,而如果采用低端核心設(shè)備則會對業(yè)務(wù)相對繁忙的數(shù)據(jù)中心匯聚形成瓶頸，也影響網(wǎng)絡(luò)整體的穩(wěn)定性。鑒于此，我們采用核心層設(shè)備cisco nexus 7000(idc機房已有）作為核心，但虛擬化為兩套交換機,一套用于全網(wǎng)核心，一套用于數(shù)據(jù)中心匯聚。這樣做的優(yōu)勢如下：l 邏

32、輯上仍然是清晰的兩套設(shè)備，完全保持了前述網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。l 在性能上實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)核心和數(shù)據(jù)中心匯聚交換機資源的共享和復(fù)用，非常好的解決了核心層數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)量可能存在較大差異的問題.l 以較低的投入升級了數(shù)據(jù)中心匯聚交換機的能力（相當于可以與核心層復(fù)用4tbps以上的交換能力），適于下一階段要進行的數(shù)據(jù)中心雙網(wǎng)融合的資源需求。l 減少了設(shè)備數(shù)量，降低了設(shè)備投入成本、功耗開銷和維護管理的復(fù)雜度.l 充分利用原有的nexus 7000交換機，發(fā)揮最大使用效率。3.1.4 idc機房網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)計與規(guī)劃位置業(yè)務(wù)功能網(wǎng)絡(luò)交換機規(guī)劃數(shù)量備注機架1dhcp，網(wǎng)站32口千兆萬兆自適應(yīng)電口接入交換機2機

33、架2智慧昆山等32口千兆萬兆自適應(yīng)電口接入交換機2機架3華數(shù)老系統(tǒng)32口千兆萬兆自適應(yīng)電口接入交換機2機架4華數(shù)老系統(tǒng)32口千兆萬兆自適應(yīng)電口接入交換機2機架5vod服務(wù)器原有nexus 7018核心交換機2機架6托管服務(wù)器無機架7托管服務(wù)器無機架8業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器原有nexus 7018核心交換機2機架9托管服務(wù)器無3.2 idc機房網(wǎng)絡(luò)設(shè)計本次我們采用原有的cisco nexus 7018系列大型dce交換機，每臺nexus7000劃分為兩個vdc（虛擬交換機）,一個虛擬交換機作為adc公司全網(wǎng)核心，另一個虛擬交換機作為數(shù)據(jù)中心的分布匯聚層交換機。本次每臺n7018實配48個萬兆端口，這些端

34、口都可在物理上劃分為屬于全網(wǎng)核心的虛擬交換機和屬于數(shù)據(jù)中心匯聚的虛擬交換機，每個虛擬交換機從軟件進程到配置界面都各自獨立,但可以共享和復(fù)用總的交換機資源。每個虛擬交換機都支持vpc技術(shù)（virtual port-channel），即可以實現(xiàn)跨交換機的端口捆綁,這樣在下級交換機上連屬于不同機箱的虛擬交換機時，可以把分別連向不同機箱的萬兆鏈路用與ieee 802.3ad兼容的技術(shù)實現(xiàn)以太網(wǎng)鏈路捆綁，提高冗余能力和鏈路互連帶寬的同時，大大簡化網(wǎng)絡(luò)維護。核心層虛擬交換機與其它設(shè)備互連都采用路由端口和三層交換方式，因此采用vpc進行鏈路捆綁時使用三層端口鏈路捆綁技術(shù)。如圖所示:使用cisco nexus

35、 2000系列dce接入交換機,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心接入層的分級設(shè)計。本次建議idc使用具備32個1g/10g以太網(wǎng)端口、8個萬兆上連端口的nexus 2232ft。nexus 2000是nexus 7018系列的交換矩陣延展器，通過部署在機柜（top of the rack，tor）的nexus 2232ft，可以將本地接入的高密度服務(wù)器上連到nexus 7018上，通過連接多臺nexus 2232ft，nexus 7018 可以將驚人交換能力延展到多個機柜，實現(xiàn)高性能、高密度、低延遲的dce服務(wù)器群接入能力。而且作為nexus 7018的延展設(shè)備，nexus 2232ft無需自身進行復(fù)雜配置，

36、所有管理和配置都可在其上游的nexus 7018上完成，大大簡化了多機柜、高密度服務(wù)器接入設(shè)備的管理復(fù)雜度。nexus 2000都是按柜頂(top of the rack，tor）交換機的尺寸設(shè)計，12u的高度內(nèi)緊湊的集成了高密度的dce端口，但同時提供可熱插拔的冗余風扇組和冗余電源系統(tǒng),其可靠性遠非其它傳統(tǒng)以太網(wǎng)中固定接口小交換機所可比.3.3 數(shù)據(jù)中心地址路由設(shè)計核心層和接入層之間使用交換端口,實現(xiàn)二層交換。如前所述，當前的主流虛擬機軟件，如vmware、virtual server等都需要在二層交換下實現(xiàn)虛擬機遷移，因此在數(shù)據(jù)中心接入層使用二層交換將方便虛擬機的遷移和調(diào)度。當前由于cis

37、co獨特的虛擬交換機技術(shù)和vpc跨設(shè)備端口捆綁技術(shù)的使用，可以實現(xiàn)在二層結(jié)構(gòu)下完全沒有環(huán)路，從根本上解決了生成樹算法收斂慢、不穩(wěn)定、故障多的問題,也使得在一個數(shù)據(jù)中心內(nèi)二層結(jié)構(gòu)下的可擴展性與三層結(jié)構(gòu)沒有根本的區(qū)別。如下圖所示，只要經(jīng)過適當設(shè)計，本項目接入層的二層部分將沒有環(huán)路，快速生成樹算法將只用于在誤操作等極端情況下的防范手段.當ieee的改進生成樹協(xié)議或者ietf的二層路由協(xié)議技術(shù)成熟，或者直接使用思科當前就可以提供的otv技術(shù)，二層結(jié)構(gòu)還可以擴展到城域和廣域網(wǎng)中去,擴大服務(wù)器虛擬化的調(diào)度范圍，向云計算的理想邁進。分布匯聚層的智能服務(wù)機箱相關(guān)的地址和邏輯設(shè)計將在后面專項的智能服務(wù)介紹中詳細

38、闡述。3.3.1 vlan/vsan和地址規(guī)劃nexus 7018和2000將可以把主機服務(wù)器和存儲設(shè)備一并接入統(tǒng)一交換，其中數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)部分實現(xiàn)傳統(tǒng)的vlan設(shè)計，而存儲網(wǎng)絡(luò)則支持vsan。在dce的一體化交換架構(gòu)下，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)部分的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計（地址和路由）與分層設(shè)計的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)完全兼容，因此用戶現(xiàn)有的主機、服務(wù)器在割接到新數(shù)據(jù)中心時無需變更地址,實現(xiàn)平滑過度.3.4 數(shù)據(jù)中心設(shè)計技術(shù)優(yōu)勢類別 dce方案性能核心和匯聚的性能- n7000是16tbps;- 100g以太網(wǎng)平臺；- 每插槽550gbps；接入層性能- 萬兆端口全線性；- 千兆端口基本線性（1.2:1）；總體服務(wù)質(zhì)量- 先進的軟硬件機

39、制，保證不丟包的以太網(wǎng)可靠性核心- nx-os操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更徹底的多線程保護機制；- 支持vpc技術(shù)保證雙核心可靠性;接入層- 所有接入層支持雙電源、可在線更換的風扇系統(tǒng)；- nxos操作系統(tǒng)，穩(wěn)定的模塊化操作系統(tǒng)安全性核心- 分布式控制平面保護能力接入層- 豐富的二層安全機制- 不支持三層安全保護機制可管理性核心和匯聚- vdc能力- vpc能力- 普通終端console口- 特殊的無需協(xié)議棧的網(wǎng)管端口- 被管理物理實體2套，管理簡單接入層- 采用fex(虛擬交換矩陣延展）,通過n7000管理n2000- 被管理實體4套,管理簡單可選管理系統(tǒng)- ciscoworks- cisco fa

40、bric manager - cisco data center network manager管理成熟性- 已部署1000多套，正逐步成熟3.4.1 下一代數(shù)據(jù)中心技術(shù)優(yōu)勢類別 dce方案整合化一體化交換能力- 支持一體化交換技術(shù):數(shù)據(jù)以太網(wǎng)、高性能計算網(wǎng)絡(luò)、存儲局域網(wǎng)（san）三網(wǎng)整合- 支持ansi fcoe標準- 實現(xiàn)高帶寬、大容量、低延遲、無丟棄技術(shù),整合san網(wǎng)絡(luò)- 實現(xiàn)高帶寬、大容量、低延遲、無丟棄技術(shù)，代替infiniband技術(shù)無丟棄的以太網(wǎng)技術(shù)- 支持優(yōu)先流量控制（根據(jù)優(yōu)先級的暫停幀支持)- 支持ieee 802。1qaz（帶寬管理）- 移植san credit技術(shù)實現(xiàn)幀流

41、控- ieee 802.1qau 標準的擁塞管理(bcn/qcn）低延遲- 端口到端口的低延遲能力（二層3us，三層30us）高吞吐能力- 面向100g以太網(wǎng)的技術(shù)- 16t吞吐能力虛擬化系統(tǒng)虛擬化- 使用vdc（虛擬設(shè)備)和vpc（虛擬交換系統(tǒng)）兩種技術(shù) 核心和匯聚采用vdc 智能服務(wù)機箱使用vpc網(wǎng)絡(luò)虛擬化- 支持vdc和vpc網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)虛擬化- 防火墻系統(tǒng)、負載均衡系統(tǒng)等支持虛擬化服務(wù)器虛擬化- 一體化交換保證存儲和計算資源整合程度高- 網(wǎng)絡(luò)支持vnlink，有虛擬機策略遷移能力- 提供高吞吐、低延遲、可擴展的二層接入環(huán)境，利于虛擬機遷移自動化業(yè)務(wù)部署自動化- 一體化交換、資源整合能力

42、，具備虛擬機意識的虛擬化能力，保證基于服務(wù)器和應(yīng)用業(yè)務(wù)部署的自動化實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心資源利用率- vdc技術(shù)減少核心和匯聚設(shè)備的硬件數(shù)量，資源復(fù)用率高- 支持一體化交換技術(shù)，減少網(wǎng)絡(luò)硬件和服務(wù)器網(wǎng)卡數(shù)量,提高硬件復(fù)用率，減少能耗低能耗半導(dǎo)體工藝- 基本采用專業(yè)設(shè)計定制的芯片，不使用通用芯片，避免通用器件中大量無用器件的能耗- 采用更新的低能耗半導(dǎo)體工藝，整合fcoe的nuova芯片以太網(wǎng)網(wǎng)卡比分立的以太網(wǎng)卡和存儲hba卡能耗更低設(shè)備送風方式- 專為高密度數(shù)據(jù)中心機房設(shè)計，從核心到接入都按最新的數(shù)據(jù)中心機房制冷方式優(yōu)化萬兆端口能耗- 專為高密度萬兆端口設(shè)計，接入層采用分布式交換矩陣延展技術(shù)，減少萬

43、兆布線距離，可大量采用低能耗、低成本的10ge base cu sfp+線纜接入層產(chǎn)品定位- 按新一代虛擬化數(shù)據(jù)中心優(yōu)化,其接入層設(shè)備具備高密度萬兆線和千兆的線性處理能力，適于運行vmware等平臺,但去掉功耗較大、接入層不需要的功能，如三層交換、復(fù)雜的路由協(xié)議、mpls等3.5 相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹cisco nexus 2000系列交換機介紹為了將nexus 7018的服務(wù)延展到更多機柜,提供更高密度的dce接入，但又無需增加管理上的負擔，思科提供了nexus 2000-nexus7000專用的延展器，它提供高密度的千兆或萬兆本地接入，然后用幾乎線性的性能完成萬兆的上連，而所有管理則完全放在上

44、連的nexus5000上,從而提供了最佳性價比、且支持vn-link等高級dce功能的數(shù)據(jù)中心接入解決方案。cisco nxos 數(shù)據(jù)中心級操作系統(tǒng)簡介產(chǎn)品概述 cisco nx-os是一個數(shù)據(jù)中心級的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)體現(xiàn)模塊化設(shè)計、永續(xù)性和可維護性。在業(yè)界成熟的cisco san-os軟件的基礎(chǔ)上，cisco nx-os確保持續(xù)的可用性，并為承擔關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)中心環(huán)境設(shè)立標準.cisco nxos的自行恢復(fù)和高度模塊化的設(shè)計實現(xiàn)對業(yè)務(wù)無影響的運行，提供出色的運營靈活性.cisco nxos是面向數(shù)據(jù)中心的需要而設(shè)計的,它所提供的強大、豐富的特性集,不僅能滿足當前數(shù)據(jù)中心的路由、交換和存儲

45、網(wǎng)絡(luò)要求,還能滿足未來的數(shù)據(jù)中心需求.憑借xml界面和類似cisco ios軟件的cli，cisco nxos為相關(guān)網(wǎng)絡(luò)標準和各種真正數(shù)據(jù)中心級思科創(chuàng)新的實施提供鼎力支持. 特性和優(yōu)勢靈活性和可擴展性 軟件兼容性：cisco nxos 4.0能與運行各種cisco ios軟件操作系統(tǒng)的思科產(chǎn)品互操作。cisco nxos 4。0也能與遵循本產(chǎn)品簡介中所列舉的網(wǎng)絡(luò)標準的網(wǎng)絡(luò)os互操作。 整個數(shù)據(jù)中心通用的軟件：cisco nxos簡化數(shù)據(jù)中心的操作環(huán)境，提供一個統(tǒng)一的os，能夠在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的各個區(qū)域運行，包括局域網(wǎng)、san和第四到七層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 模塊化軟件設(shè)計：cisco nx-os能夠在sm

46、p、多核cpu和分布式線卡處理器上支持分布式多線程處理功能。硬件表編程等需要大量計算的任務(wù)能卸載給分布在多個線卡上的專用處理器。cisco nx-os模塊化進程在獨立受保護內(nèi)存空間中逐個按需啟用。因此，只有當一個特性啟用后，進程才會啟動,開始分配系統(tǒng)資源。模塊化進程由實時預(yù)先排程器管理，有助于確保及時處理關(guān)鍵功能。 虛擬設(shè)備環(huán)境(vdc）：cisco nx-os能夠?qū)s和硬件資源劃分為模擬虛擬設(shè)備的虛擬環(huán)境。每個vdc擁有其自身的軟件進程、專用硬件資源（接口）和獨立的管理環(huán)境。vdc有助于將分立網(wǎng)絡(luò)整合為一個通用基礎(chǔ)設(shè)施，保留物理上獨立的網(wǎng)絡(luò)的管理界限劃分和故障隔離特性，并提供單一基礎(chǔ)設(shè)施所

47、擁有的多種運營成本優(yōu)勢. 可用性 持續(xù)系統(tǒng)運營：cisco nxos提供持續(xù)的系統(tǒng)運營，維護、升級和部署軟件認證，同時不會造成服務(wù)中斷。通過將進程模塊化、模塊化修補、思科運行中軟件升級（issu）功能和不間斷轉(zhuǎn)發(fā)（nsf)平穩(wěn)重啟相結(jié)合，極大地降低軟件升級和其他操作所帶來的影響。 思科issu：思科issu利用冗余引擎在平臺上提供透明的軟件升級功能，極大地縮短停機時間，使客戶能夠在極少影響或不影響網(wǎng)絡(luò)運營的情況下，集成最新的特性和功能。 迅速開發(fā)增強特性和故障修復(fù):cisco nxos的模塊化特性使新的特性、增強特性和故障修復(fù)能夠迅速地集成入軟件.因此，模塊化修復(fù)功能能夠在極短的時間內(nèi)完成開發(fā)

48、、測試和交付使用,滿足緊迫的時間要求.利用issu，這些更新鏡像能在不干擾正常運行的情況下安裝。 進程應(yīng)急啟動：關(guān)鍵進程在受保護的內(nèi)存空間中運行，獨立于其他進程和內(nèi)核，從而提供精確的服務(wù)分隔和故障隔離，支持模塊化修補和升級，以及快速重啟功能。各進程能夠分別重啟，不會丟失狀態(tài)信息，不會影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，因此，在升級或故障后,進程會在數(shù)毫秒內(nèi)重啟，而不會影響鄰近的設(shè)備或服務(wù)。利用基于標準的nsf平穩(wěn)重啟機制，擁有大量狀態(tài)信息（如ip路由協(xié)議）的進程能夠得以重啟;其他進程則借助本地永久存儲服務(wù)（pss)維持其狀態(tài). 狀態(tài)化引擎故障切換：冗余引擎始終保持同步，支持快速的狀態(tài)化引擎故障切換。它具有先進的檢驗

49、功能，有助于確保故障切換后整個分布式架構(gòu)中狀態(tài)的統(tǒng)一性和可靠性。 可靠的進程間通信：cisco nxos提供進程間可靠的通信功能,能夠確保故障過程中和出現(xiàn)不利情況下,所有信息都得以傳送和正確地發(fā)揮作用.該通信功能有助于確保進程同步化和狀態(tài)的一致性，這些進程能夠在分布于多個引擎和i/o模塊上的處理器上啟用。 冗余交換以太網(wǎng)帶外信道（eobc）：cisco nx-os能充分利用冗余eobc來支持控制和i/o模塊處理器間的通信。 基于網(wǎng)絡(luò)的可用性：通過提供工具和功能,使故障切換和回退透明、迅速,從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)收斂。例如,cisco nx-os提供生成樹協(xié)議增強特性，如bpdu防護、環(huán)路防護、根防護、b

50、pdu過濾器和網(wǎng)橋保證，以確保生成樹協(xié)議控制平面的狀態(tài)正常;udld協(xié)議；路由協(xié)議nsf平穩(wěn)重啟；毫秒間隔的fhrp；spf優(yōu)化，如lsa pacing和ispf；以及帶可調(diào)整計數(shù)器的ieee 802。3ad鏈路匯聚。 可維護性 故障排除和診斷：cisco nx-os擁有獨特的可維護性功能，使網(wǎng)絡(luò)操作員能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)趨勢和事件提前采取行動，從而增強網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，縮短網(wǎng)絡(luò)運營中心（noc)和廠商的響應(yīng)時間。呼叫到家、思科通用在線診斷(gold)和cisco nxos嵌入式事件管理器(eem)是cisco nx-os用于提高可維護性的部分特性. 交換端口分析器(span）：span特性允許管理員在不對運

51、營造成影響的情況下，將span進程流量導(dǎo)向連接一個外部分析器的span目的地端口，從而對端口（稱為span源端口）間的所有流量進行分析. 嵌入式數(shù)據(jù)包分析器:cisco nx-os擁有一個內(nèi)置數(shù)據(jù)包分析器，用于控制平面流量的監(jiān)控和故障排除。該數(shù)據(jù)包分析器以常用的wireshark開放源網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器為基礎(chǔ)而構(gòu)建. 智能呼叫到家：智能呼叫到家特性能夠持續(xù)監(jiān)控軟硬件，并通過電子郵件發(fā)送關(guān)鍵系統(tǒng)事件通知.它擁有多種消息格式，能與尋呼機服務(wù)、標準電子郵件和基于xml的自動分析應(yīng)用等出色兼容。它提供報警分組功能和可定制目的地功能。該特性有多種用途，例如直接尋呼網(wǎng)絡(luò)支持工程師、發(fā)送電子郵件給noc,以及利

52、用思科自動通知服務(wù)直接開啟一個思科技術(shù)支持中心（tac）案例等。這一特性向?qū)崿F(xiàn)自治系統(tǒng)運營邁出重要的一步,使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在出現(xiàn)問題時能通知it，確保故障得以迅速地解決，縮短解決時間,最大限度地延長系統(tǒng)正常運行時間. 思科gold： 思科gold是一個診斷套件,負責檢驗硬件和內(nèi)部數(shù)據(jù)路徑是否按設(shè)計要求運行.思科gold特性集包括引導(dǎo)時間診斷、持續(xù)監(jiān)控，以及按需和定期測試等。這個業(yè)界領(lǐng)先的診斷子系統(tǒng)能夠執(zhí)行對當今連續(xù)運行環(huán)境十分重要的快速故障隔離和持續(xù)系統(tǒng)監(jiān)控功能。 思科eem： 思科eem是一項強大的設(shè)備和系統(tǒng)管理技術(shù)，集成在cisco nxos之中。思科eem能夠幫助客戶充分利用思科軟件的網(wǎng)絡(luò)智能

53、優(yōu)勢,使其能根據(jù)發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件，定制所采取的行動. cisco netflow: netflow是cisco nxos中的一個組件，它支持版本5和版本9輸出,以及靈活netflow配置模式和基于硬件的樣本netflow，提高可擴展性。 可管理性 可編程xml界面：在netconf業(yè)界標準的基礎(chǔ)上，cisco nx-os xml界面為設(shè)備提供一個統(tǒng)一的api，使客戶能快速開發(fā)和創(chuàng)建工具，增強網(wǎng)絡(luò)性能。 snmp協(xié)議：cisco nx-os符合snmp版本1、2和3的規(guī)定，支持廣泛的管理信息庫（mib)。 配置驗證和回退:憑借cisco nxos，系統(tǒng)操作員能夠在應(yīng)用配置前，驗證配置的一致性和所需硬件資源的可用性。因此，設(shè)備能預(yù)配置，之后再應(yīng)用經(jīng)過驗證的配置.配置還