数据中心交换机S12500主打胶片

主打胶片 网络产品部 日期： 2009级：公开 杭州华三通信技术有限公司 核心交换机发展趋势 12500产品主要形态 12500产品系统架构 12500产品主要特色 目录 数据业务爆炸性增长 18 目前每 18个月的数据量就相当于原有数据的总和，数据量正呈献爆炸式提升 300 互联网的英文网页数达到300多亿，中文网页数达到100150亿 200 00亿英文网页；百度的中文页面达到 4050亿 3840 百度知道目前已解决的问题达到 3480万，待解决的问题有 1000万 资源化 “ 资源化” 推进数据中心高速发展 2005年 2006年 2007年 2008年 国内数据中心建设投资趋势 高性能计算、流媒体、 用； 万兆端口快速增长，复合增长率达到 61 数据大集中，致使安全风险同样集中； 2008年内出现的恶意软件数量，超过了过去 21年的总和 高可靠性： 数据中心已经成为企业 可靠性是基础 安全 能耗 维护 性能 数据中心面临新的挑战 在国内，能耗 成本已经占实际运营成本的 70以上； 在欧洲， 3年的纯能源成本消耗已经两倍于设备购置成本 70% 的 算花费在现有应用环境的维护上； 多种网络协议和异构 系统的出现 解决数据中心面临问题的三大技术 一体化 虚拟化 自动化 新一代数据中心 解决数据中心问题的三大技术 一体化 异构多层 储网络 核心层 汇聚层 前端网络 / 群 /刀片 入层 统一交换架构 储 群 端网络 P 更好性能、更易维护、更低成本 解决数据中心问题的三大技术 虚拟化 计算资源 网络资源 存储资源 刀片服务器 C 算资源与网络资源的联动 计算资源与存储资源的联动 虚拟化、应用的复杂化以及业务的迁移导致数据中心管理部署的复杂化 解决数据中心问题的三大技术 自动化 B 实现数据中心资产、业务的可管、可控 传统 万兆交换平台 三网分离 设备内集中式缓存 弹性架构 接入设备 产品组合 9500/5600/5500 新一代 40G/100三网半融合 设备内全局分布式缓存 弹性架构 弹性架构基础网络 产品组合 12500/95E/75E 5800系列 统一交换 100三网融合 系统级全局分布式缓存 弹性架构 自适应弹性架构 产品组合 12500E 于统一交换数据中心的演进 三网融合、全局缓存、智能弹性 0 “ 新 ” 以太网搭建统一交换架构 08年 6月发布的世界 过以太网连接占了 285个站点，占据主导地位 2003 2004 2005 2006 2007 主流存储厂商产品均提供对 P 存储发布 兆存储更将存储发展带入新纪元 以太网 /为业务网络的绝对标准 以太网， 285 2008年世界 500强 超级计算机连接方式 其它， 95 120 57% 24% 19% 以太网在存储网络 以太网在业务网络 以太网在计算网络 局域网 1997年 ， 终端 1995年 以太网网卡被大多数 广域网 城域网 1999年 ， 广域网标准走向 003年 ， 电信级以太网技术趋于成熟 面向数据中心应用的增 强型以太网标准形成 1 核心交换机发展趋势 12500产品简介 12500产品系统架构 12500产品主要特色 目录 2 产品简介： 12500是 用先进的 供持续带宽升级能力。支持未来 4000 产品定位： 数据中心，高性能计算，大企业的核心 , 面向高密度万兆、和超高密度千兆的应用 产品形态： 8个业务槽）， 18个业务槽） 每槽位可以支持 48口千兆（光 /电）， 4/8/32口万兆 界最高端核心交换机 3 12518 交换容量 转发率 960400160400位带宽 36060擎模块冗余 1+1 1+1 交换网板冗余 N+1 N+1 主控板槽位 2 2 交换网板槽位 9 9 业务板槽位 8 18 最大千兆端口 384 864 最大万兆端口 256 576 每端口 560G E 560G E 扇模块冗余 风扇 N+M，风扇框 1+1 风扇 N+M，风扇框 1+1 电源冗余 N+M N+M 12500产品概览 4 先进的 供 支持未来 40G、 100单机 576个万兆端口接入密度 创新的多引擎控制设计 采用了创新的硬件设计，通过独立的控制引擎、 检测引擎、维护引擎设计为系统提供强大的控制 能力和的高可靠保障 分布式缓存机制及精细化 布式入口缓存 端口 200毫秒缓存能力 大容量硬件队列 高可靠、高安全、可维护 软件、硬件、系统三个级别的可靠机制 独特的在线健康检测机制 12500系列主要特色 5 442275 交换网板 最多配置 9块 风扇框 电源进线模块 风扇框 电源模块 最多配置 6块 业务单板 最多配置 8块 主控单板 配置 1 2块 电源出风口 机箱出风口 机箱进风口 机箱进风口 6 44281686交换网板 最多配置 9块 风扇框 电源进线模块 风扇框 电源模块 最多配置 12块 业务单板 最多配置 18块 主控单板 配置 1 2块 电源出风口 机箱出风口 机箱进风口 机箱进风口 7 4/8端口万兆接口板 口形式 板间数据带宽 488000处理能力 72202020宽收敛比 线速 线速 线速 线速 4:1 单板 0240240240480488端口千兆电接口板 48端口千兆光接口板 32端口万兆接口板 8 核心交换机发展趋势 12500产品简介 12500产品系统架构 12500产品主要特色 目录 9 交换机体系结构的演进历史 共享总线 节 点 节 点节 点节 点环形交换 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 换 矩 阵 控 制 矩 阵仲 裁交 换 矩 阵 控 制 矩 阵享内存 最古老的数据交换方式 没有专门的交换网芯片 各线卡分时占用背板总线 仍然是一种总线交换方式 改进点是将总线移到了芯片中，而不是在背板上 一种全新的交换方式 支持大量突发数据缓冲 与共享总线交换方式有本质不同 采用了一种矩阵结构 实现了无阻塞交换 在交换网络内部没有带宽的瓶颈 不会因为带宽资源不够而产生阻塞 多个交换平面构成一个统一的交换网 真正的无阻塞交换 多级交换网，理论上容量可无限扩展 可以平滑扩展支持 40G, 1000 交换结构的升级 单级交换网 多级交换网 结构 1，单平面交换； 2，交换矩阵和控制统一，即引擎承担了交换和控制双重功能； 1，多块交换网板共同完成流量交换 2，控制和交换硬件分离 转发能力 受限于单个交换芯片的交换能力，目前最大到 720 多块交换网板同时分担业务流量，相当于 升级能力 无法升级 可以为设备提供持续的交换能力升级 1 什么是 1953年贝尔实验室研究员 早应用在电话网络，实现无阻塞交换。 多级交换，典型为三级交换架构 在每一级，每个交换单元的输出都与下一级的所有单元的输入相连。 到指定目的地，在第 1级交换单元存在多条路由 到指定目的地，后续交换单元都只存在 1条路由 严格意义上的无阻塞 支持递归，无限可扩展 使用 可以通过使用较小交换结构作为基础组件来构建大型交换结构，从而简化大型交换结构的构建。 大幅度减少构建无阻塞交换结构所需要的交叉点，从而减少故障点，增强交换结构的可靠性。 强大的故障抵御能力，第 1级交换单元即可通过冗余路径绕过第 2级交换单元的故障 交换单元的交换路径完全独立，不会彼此干扰，从而不需要复杂的集中控制器来协调各交换单元的交换，进一步增强可靠性和可扩展性 支持递归扩展， 可支持构建具有五级、七级或九级的巨大交换结构，在极大数量的输入和输出之间建立严格的无阻塞连接。由于 论上它具有无限的可扩展性。 多级交换网 - 12500采用了 业务板卡和后面的每块交换网板都物理相连。 多级交换网虽然实现了大容量的交换能力，但多级的特点却给调度方式提出了新的挑战 业务板卡 业务板卡 交换网板 2 传统调度模式带来的阻塞情况 传统的选路算法引起的阻塞 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 线卡板 线卡板 交换网 拥塞 无拥塞 传统调度模式来看，均存在特殊情况下的阻塞现象，均不能充分利用多级交 换架构拓扑上完全无阻塞的特点！ 塞 无拥塞 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 线卡板 线卡板 交换网 ，交换路径负载分担，实现了交换系统严格意义上的无阻塞！ 4 采用先进的 供高达 基于 100持未来 40 独立的交换网板卡，控制引擎和交换网板硬件相互独立，最大程度的提高设备可靠性，同时为后续产品带宽的持续升级提供保 超高端口密度，单台设备支持 576个万兆端口 512存 512存 512存 512存 512存 512存 内存 处理器 主控板 业务线卡 交换网板 背板 内存 处理器 主控板 先进的 5 创新的多引擎控制设计 过独立的控制引擎、检测引擎、维护引擎为系统提供强大的控制能力和 50 独立的控制引擎 独立的检测引擎 独立的维护引擎 控板 处理器 背板 理器 主控板 6 独立的控制引擎设计 独立的控制引擎 主控 轻松处理各种协议报文。同时由于释放了高可靠性和易维护的应用要求，避免业务通道对控制通道的影响。主控 路由学习速度高达 20000条 /秒 0P 0控板 处理器 背板 理器 主控板 制引擎 7 独立的检测设计 独立的检测引擎 独立的检测引擎，不受主控 供高可靠和高性能的 与控制平面的协议实行联动，支持快速保护切换和快速收敛，可以实现 30障业务不中断。 态路由 在 0 控板 处理器 背板 理器 主控板 测引擎 8 独立的维护引擎设计 独立的维护引擎 独立的维护引擎，智能化的 以支持单板顺序上电（降低单板同时上电带来的电源冲击，提高设备寿命，降低电磁辐射），可以控制单板下电，降低系统功耗。 全新的单板隔离功能，可以将业务单板从转发平面独立出来，从而进行管理、诊断、维护、升级。给客户带来全新的应用体验。 控板 处理器 背板 理器 主控板 护引擎 9 核心交换机发展趋势 12500产品主要形态 12500产品系统架构 12500产品主要特色 目录 0 目录 12500产品主要特色 二代智能弹性架构） 数据中心级可靠性保障 多层次的安全保护 分布式缓存机制及精细化 全方位的维护检测机制 绿色环保技术 1 跨设备链路捆绑 一致的转发表项 统一的管理界面 物理上两台设备 逻辑上一台设备 2 二代智能弹性架构） 传统方案二层环路 链路交织，路由设计相对复杂 节点、链路的故障均引发路由动荡 数据中心大量链路被阻断 端到端堆叠虚拟化灵活支持二层在汇聚、核心终结 多个网络节点虚拟化为一个节点 链路交织被捆绑成单条逻辑链路 消除复杂 单个物理节点、链路的故障不影响上层路由 3 目录 12500产品主要特色 二代智能弹性架构） 数据中心级可靠性保障 多层次的安全保护 分布式缓存机制及精细化 全方位的维护检测机制 绿色环保技术 4 对于任何机构而言，数据中心都好比是它的心脏。员工、合作伙伴和客户都需要依赖数据中心里的数据和资源才能有效交流与合作。 在过去十年来，随着互联网和据中心的战略地位变得越来越重要，因为它不但能提高生产率，改善业务流程，还能加快变革的进程。总之，数据中心已经成为门保护、优化和发展业务的战略重点。 数据中心的网络位置 5 软件可靠性 系统可靠性 硬件可靠性 电源冗余备份 主控冗余备份 交换网板冗余备份 控制与转发平面逻辑 &物理的分离 风扇冗余 所有板件热插拔 链路聚合 P/R 配置恢复 热补丁 在线升级 6 交换网片 N+1冗余保护 口板 接口板 交换网 1/3 动态路由，自动隔离故障网片 故障 拔出 更换 动态路由，报文通过各交换网片分担转发 自动隔离故障网片，剩余网片分担转发 自动恢复所有网片分担转发 倒换过程业务不中断！ 7 支持跨板聚合 支持跨设备聚合 每组最大 12条链路捆绑 200捆绑组每系统 丰富的 212条链路聚合皆可均匀分担 1 12 4_强大的链路聚合特性 8 . 证 吊死等异常状态造成的两端状态不一致问题 通过 速协议收敛 测试结果 态路由 收敛时间均小于 30 09 主备倒换时通过 - 在线升级 - 确保升级对业务无影响 - 降低维护压力 热补丁 - 通过热补丁解决软件 相对升级软件推出速度更快 主备倒换、打补丁、 在线升级对业务无影响 配置恢复 - 确保接口板热插拔后恢复正确配置 - 确保整框重起时恢复正确配置 系统级 0 目录 12500产品主要特色 二代智能弹性架构） 数据中心级可靠性保障 多层次的安全保护 分布式缓存机制及精细化 全方位的维护检测机制 绿色环保技术 1 2007年网络安全案例 某国内著名门户网站首页被挂马事件 某国内著名门户网站首页于 6月 14 日凌晨被“挂马” 北京联众遭分布式拒绝服务攻击 联众在上海、石家庄的 13 台服务器遭受到大流量的 击，自 4 月 26日持续到 5 月 5 日，其攻击最高流量达到瞬时 700务器全部瘫痪，经营网络游戏被迫停止服务，初步估算经济损失为 3460 万人民币 国内某大型网上购书网的官方网站数据库账户泄漏事件 8月 9日云网主站点不可访问，据分析可能和遭受黑客攻击有关 8月 15到 16日，国内某大型银行的个人银行服务出现故障 2007年初，日本社保案， 5000万人社保信息丢失 2007年 10月，奥运订票系统瘫痪 2 丰富的安全防护特性 保护平面 控制平面的多级保护及安全性 止 持硬件限流等 转发平面的多级保护和安全性 法报文过滤， 知单播 /组播 /广播过滤，大容量双向 址绑定，端口隔离 等 管理平面的安全性 支持 多种攻击检测机制 3 分层的 异常报文过滤 非法报文，攻击报文 线速的 方向和出方向 制的协议报文上 每种协议报文均可分配到一个独立队列，协议间相互不影响，可按 控制面策略 可以根据报文来自的单板端口号，报文中的异常报文过滤和抑制 海量 线速 控制面策略 4 独立的 去往 . 控制面策略 每种协议报文均可分配到一个独立队列，协议间相互不影响，可按 5 目录 12500产品主要特色 二代智能弹性架构） 数据中心级可靠性保障 多层次的安全保护 分布式缓存机制及精细化 全方位的维护检测机制 绿色环保技术 6 企业数据中心网络最普通的设计模型 基于 支持企业的 支持众多 2层模型极大依赖网络提供的安全、应用优化等服务 科研、教育、财经分析、制造计算、环境计算等 高性能计算 (高吞吐量计算环境 (常见操作系统： 003 随着 据中心的网络模型逐步转变为 B/S（ 型。而 B/网络设备提出更高的性能要求，成千上百台服务器同时响应相关的运算指令，这种网络模型决定了网络设备的必须要有很强的缓存能力。 7 微观情况下真实的流量情况 网络流量从微观角度观察，其形态非常复杂，对实时性、可靠性敏感电网络，对设备缓存能力的需求十分迫切！ 8 突发流量的影响 由于 于网络流量的突发影响，会出现突发报文的丢失，再加上 导致 如果网络设备具有大容量的缓存能力，就可以对突发报文进行适当的缓冲，可以很大程度的提高网络的可用性。 网络的流量模型 9 大流量缓存能力 10012MB 40012MB 4两个 1012可缓存 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 确调度！ 分布式缓存，能缓冲更大的 突发业务流量，增强数据中 心持续业务能力 1 区分优先级的端到端精确调度模式 分布式缓存模式实际吸收突发流量能力远超单端口缓存能力 缓存模式与典型拥塞模型的紧密契合 2560GE E 2 目录 12500产品主要特色 二代智能弹性架构） 数据中心级可靠性保障 多层次的安全保护 分布式缓存机制及精细化 全方位的维护检测机制 绿色环保技术 3 产品可维护性需求 根据行业预测， 70% 的 算都花费在了现有应用环境的维护上。因此， 构必须提高运行效率，优化数据中心资源的利用率，才能将节省出来的资金用于开展新的盈利型 目。 业务中断该如何排查 链路故障该如何排查 设备系统故障该如何排查 物理端口故障该如何排查 4 在线状态检测机制 上电自检 机制 硬件故障 定时检测 业务通道 定时检测 单板隔离 机制 离线诊断 机制 软件版本 集成管理 5 512存 512存 512存 512存 512存 512存 内存 处理器 主控板 内存 处理器 主控板 业务卡 交换网 背板 线状态检测机制，可以实时在线检测设备交换网板、业务板卡，物理端口 的健康状态，能够让网络管理者随时了解设备的通道转发情况。 6 目录 12500产品主要特色 二代智能弹性架构） 数据中心级可靠性保障 多层次的安全保护 分布式缓存机制及精细化 全方位的维护检测机制 绿色环保技术 7 数据中心机房的问题 “ 北京网通的皂君庙机房，就因为供电不足的问题，不仅无法扩容，而且出租机架的绝大部分收入都用来付了电费。 ” 北京网通数据中心檀君普直言不讳地对记者说 : “ 北京绝大部分机房的供电都不足。 ” 8 基于 绿色数据中心 产部），参加标准的制定 察员） 2007年 3月， 查国际标准 2430 电工电子产品与系统环境意识设计 9 12500电源及元器件 1、灵活高效的电源架构 多达 12个一次电源模块槽位（ 支持 N+M 配置模式，灵活根据系统功耗配置模块数量，保证模块高效工作 2、系统支持智能电源管理 支持系统一次电源的智能监控； 高设备寿命，降低电磁辐射； 以隔离故障 /空闲单板，降低系统功耗； 3、低功耗电路设计 采用最新 65提高了业务能耗比； 电接口低功耗设计：以太网电接口支持自动电缆长度探测，可以根据 电缆长度调整发送器驱动电流，既满足信号传送要求，又降低了功耗； 空闲端口支持 以自动根据设备的单板配置，关闭空闲的高速互连端口（ 降低了单板功耗； 0 12500高效散热系统 1、合理的风道结构 系统和电源散热风道分开，互不干扰，提高散热效率； 垂直风道结构有利于并柜，便于机房散热风道设计，提高机房 散热效率，降低空调能耗。 2、双风扇框，高效散热的同时， 1+1冗余，消除单点故障 3、智能散热系统 运用 板级热仿真，精心设计散热风道； 自动收集单板温度，专家系统计算风扇调速曲线； 风扇框支持风扇状态监控（转速监控、故障告警等） 风扇支持无级调速，可以根据环境温度、单板配置自动分组调速。 杭州华三通信技术有限公司