隨著(zhù)數據流量的爆發(fā)式增長(cháng)，數據中心的建設標準也在不斷提升，顯然普通的交換機已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足數據中心的需要，數據中心交換機具有高容量、大緩存、虛擬化、二層TRILL等技術(shù)方面的特征，可以滿(mǎn)足需求。到底數據中心交換機應該具備哪些關(guān)鍵參數？
端口線(xiàn)速轉發(fā)：現在的數據中心交換機，端口線(xiàn)速轉發(fā)是最基本的要求，新的背板技術(shù)也可滿(mǎn)足。對數據中心交換機是數據中心的重要組成部分，是實(shí)現數據中心與外界信息交互不可或缺的設備。數據中心從出現到現在，已經(jīng)發(fā)展到了第四代，數據中心的交換機也在不斷地進(jìn)步。雖然數據中心領(lǐng)域出現了很多新特性，比如：FCoE、TRILL、EVI、XVLAN、SPB等等，但真正決定交換機性能、質(zhì)量好壞的標準依然是那些基本的參數。交換機的基本功能就是交換，所以交換性能仍是交換機的最關(guān)鍵參數。除了交換性能要求，對數據中心的交換機還有更多其它的技術(shù)參數，下面就來(lái)說(shuō)一說(shuō)數據中心交換機的關(guān)鍵參數，以便對采購、使用、擴容數據中心網(wǎng)絡(luò )時(shí)供參考。
數據中心也分為盒式交換機和機架式交換機，盒式交換機是一種有固定端口數，有時(shí)也會(huì )帶有少量擴展槽的交換機。機架式交換機是一種插槽式的交換機，這種交換機擴展性較好，可支持不同的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型，可支持更大端口密度的網(wǎng)絡(luò )。一般在數據中心的接入層都會(huì )采用盒式交換機，盒式交換機有的只有二層功能，也有的支持三層功能，基本是以二層為主。在數據中心的匯聚、核心出口都會(huì )采用機架式交換機。相比盒式交換機，機架式交換機都具有三層功能，需要關(guān)注更多的關(guān)鍵參數。
之所以這種網(wǎng)絡(luò )設備叫交換機，就是其有強大的交換功能。那么衡量一個(gè)交換機交換性能的參數主要有背板帶寬、端口密度和交換容量。
背板帶寬是交換機接口處理器和數據總線(xiàn)間所能吞吐的最大數據量，背板帶寬越高，所能處理數據的能力就越強，背板帶寬是機架式交換機的技術(shù)參數，對于盒式交換機一般沒(méi)有背板帶寬的概念。一般背板帶寬從幾個(gè)Gbps到幾百Gbps不等，背板帶寬也不是越高越好，只要滿(mǎn)足端口線(xiàn)速轉發(fā)就可以，設計太高就會(huì )造成成本上的浪費。早期的背板技術(shù)不高，無(wú)法滿(mǎn)足設備所有于無(wú)法達到完全線(xiàn)速的背板，背板帶寬的計算和內部實(shí)現有關(guān)，比如多少插槽、能為每個(gè)插槽提供多達帶寬，這樣得出背板帶寬。對于可以線(xiàn)速轉發(fā)的交換機，背板的帶寬計算方法就很簡(jiǎn)單：端口數*相應端口速率*2（全雙工模式），當然背板也可以設計成冗余模式，可以多提供一些背板帶寬，這樣插槽之間的轉發(fā)有多個(gè)背板通道，一旦部分出現問(wèn)題，業(yè)務(wù)會(huì )自動(dòng)切換，達到冗余備份的目的。現在數據中心高端的交換機背板帶寬早已是T級別了。
端口密度是一個(gè)數據中心交換機的關(guān)鍵參數，代表著(zhù)交換機的轉發(fā)能力。比如某款盒式交換機可以提供48個(gè)萬(wàn)兆端口，某款機架式交換機可提供24口40G的插卡，某款機架式交換機可提供18個(gè)插槽等等。擁有端口密度越大，代表著(zhù)這個(gè)設備的轉發(fā)能力越強，端口速率越高，代表著(zhù)這個(gè)設備的處理性能越強。隨著(zhù)40G/100G端口的普及，數據中心交換機已經(jīng)可以提供：8口100G板卡、24口40G板卡這些單槽位就可接近1T的機架式交換機。未來(lái)隨著(zhù)光模塊技術(shù)提升，光模塊越來(lái)越小，則單槽位可提供的100G端口密度會(huì )更高，現在單槽位提供48個(gè)萬(wàn)兆端口的機架式交換機已經(jīng)普及。由于受數據中心機柜尺寸限制，機架式交換機的寬度無(wú)法再擴寬，所以目前能提供48個(gè)萬(wàn)兆端口已經(jīng)達到極限。另外能支持越多的模塊類(lèi)型，則表示設備的實(shí)用性越強，可以應用于不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，比如：LAN接口、WAN接口、ATM接口。端口帶寬類(lèi)型越豐富越好，即支持40G、100G高速端口，又支持百兆、千兆低速端口，即支持XFP又支持SFP、SFP+、CFP等等多種光接口類(lèi)型。這些都是交換機的重要考量參數。
數據中心的交換機基本都是基于二、三層轉發(fā)的交換機，這樣二、三層轉發(fā)表項的容量基本代表了這個(gè)設備所能承載的用戶(hù)數量。現在的交換機基本能夠達到：二層MAC地址表項32K，這意味著(zhù)這個(gè)交換機能最多帶三萬(wàn)多二層用戶(hù)地址，三層路由表項16K。這意味著(zhù)這個(gè)交換機最多能學(xué)習一萬(wàn)多條路由。現在的交換機規格越來(lái)越大，MAC地址和IP路由基本都可以超過(guò)128K，甚至達到1M，這讓數據中心可以任意擴容、使用而不必擔心網(wǎng)絡(luò )設備的能力。還有一項規格對于交換機也非常重要，就是ACL，即訪(fǎng)問(wèn)控制列表。通過(guò)ACL可以靈活地實(shí)現業(yè)務(wù)部署，對網(wǎng)絡(luò )攻擊進(jìn)行限制，讓交換機更靈活地工作。一般采用商用芯片的交換機ACL規格都不高（10K以下），并且使用有諸多限制。像思科采用自有芯片，則可以講ACL規格做的很大，可以提供一百K的ACL規格。
數據中心交換機的管理功能是指交換機如何控制用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)交換機，以及用戶(hù)對交換機可是程度如何。交換機的管理能力高低體現在了CPU、Memory參數上。一般的交換機處于成本的考慮，不會(huì )采用處理速度太快的CPU，交換機的CPU主要完成設備的管理、監控和三層表項學(xué)習，真正的數據轉發(fā)并不是靠CPU完成，所以不用運行速度太高的CPU。隨著(zhù)CPU成本越來(lái)越低，交換機的CPU也呈越來(lái)越高的方向發(fā)展。目前一般的中高端交換機CPU主頻都在1000MHz以上。內存Memory也如此，從64M到256M、1G等等越來(lái)越大，甚至出現了5G的超大內存的交換機，這些性能參數也是一個(gè)交換機性能的重要體現。
既然是數據中心交換機，那就必須要具備數據中心本身的一些特性。這幾年數據中心的新技術(shù)層出不窮，虛擬化、XVLAN、TRILL、SDN、EVI、SPB、FCOE等技術(shù)都是數據中心特有的技術(shù)。比如一虛多，多虛一的虛擬化技術(shù)，一些盒式的交換機甚至可以提供10臺設備虛擬化成一臺設備，一些機架式交換機則可以提供一臺設備虛擬化成10多臺獨立設備。數據中心交換機要具備部署這些新技術(shù)的能力，以便在未來(lái)的數據中心中發(fā)揮更好的作用。
數據中心的交換機具有很多設備參數，而本文所介紹的這些參數是其中最重要、最關(guān)鍵的參數，這些參數往往可以代表這臺設備的綜合能力，是我們在采購設備、擴容數據中心、使用時(shí)要認真研究和主要關(guān)注的。每一個(gè)參數都影響到交換機的性能、功能和不同集成特性。
