部署萬兆以太網(wǎng)的十個注意事項 - 全文

　　多年以來，萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的改進、價格的下降和性能的優(yōu)勢已經(jīng)使它的應(yīng)用越出了企業(yè)的數(shù)據(jù)中心并延伸到中型的網(wǎng)絡(luò)市場。帶寬需求的增加和企業(yè)應(yīng)用的增長都促進了萬兆以太網(wǎng)更廣泛的部署。

　　本文列出了實現(xiàn)一個可靠、具性價比和方便易用的萬兆以太網(wǎng)部署的十個注意事項。

　　萬兆以太網(wǎng)和服務(wù)器邊界：更佳的效率

　　中型企業(yè)通過整合服務(wù)器來優(yōu)化他們的數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器群組，從而減少空間、電源和管理的開銷。通常，第一步是整合多個應(yīng)用到更少的服務(wù)器上，從而取代一個應(yīng)用一臺服務(wù)器的模式。進而下一步是服務(wù)器虛擬化。

　　服務(wù)器虛擬化是通過在服務(wù)器上安裝多個虛擬機（VMs）從而實現(xiàn)在一臺服務(wù)器上支持多個應(yīng)用和操作系統(tǒng)。每個虛擬機都像一***立的物理服務(wù)器那樣工作，但是卻共享物理服務(wù)器的處理能力，從而保證不浪費服務(wù)器的處理能力。IT部門可以減少服務(wù)器的庫存，更好地利用服務(wù)器和更有效地管理資源。

　　服務(wù)器虛擬化很大程度上依賴于網(wǎng)絡(luò)和存儲。虛擬機不斷地增加并需要比單臺物理服務(wù)器更大量的存儲空間。網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NAS）或存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）為虛擬機提供額外的專用存儲空間。服務(wù)器和存儲之間的連接必須足夠快以避免產(chǎn)生瓶頸。萬兆以太網(wǎng)為虛擬環(huán)境提供了最快的連通性。

　　萬兆以太網(wǎng)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和光纖通道：更簡單和更具性價比

　　在網(wǎng)絡(luò)中有三種類型的存儲：直接附加存儲（DAS）、網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NAS）和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）。每種都有各自的優(yōu)點，但是SAN正成為面向數(shù)據(jù)中心和高密度計算應(yīng)用最靈活和可擴展的解決方案。SAN主要的缺點是費用和專門需要培訓人員來安裝和維護光纖通道中的互聯(lián)介質(zhì)。盡管如此，通過光纖通道實現(xiàn)的SAN存儲已經(jīng)在大型的企業(yè)中建立起來。

　　新標準——互聯(lián)網(wǎng)小型計算機系統(tǒng)接口（iSCSI）——使萬兆以太網(wǎng)成為SAN應(yīng)用中具有吸引力和可供選擇的互聯(lián)介質(zhì)。iSCSI是在大多數(shù)存儲設(shè)備和光纖通道中進行塊傳輸?shù)腟CSI協(xié)議的擴展?；ヂ?lián)網(wǎng)擴展的協(xié)議定義了在IP網(wǎng)絡(luò)上擴展塊轉(zhuǎn)移的協(xié)議，從而使標準的以太網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)可以作為SAN存儲的互聯(lián)介質(zhì)。基本的iSCSI在現(xiàn)今的大多數(shù)操作系統(tǒng)中都支持。最新的iSCSI性能使萬兆以太網(wǎng)相對于光纖通道更能順利地成為SAN存儲的互聯(lián)介質(zhì)：

　　更低的設(shè)備和管理費用：萬兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組建比高度專用的光纖通道組件的費用更實惠，并且無需專門的安裝和管理技能；

　　增強的服務(wù)器管理：iSCSI遠程啟動避免了每臺服務(wù)器從各自的直連磁盤來啟動。相反，服務(wù)器可以從在SAN上的一個操作系統(tǒng)鏡像來啟動。這將特別有利于在機架或刀片服務(wù)器的應(yīng)用上啟用無盤服務(wù)器。

　　改良的數(shù)據(jù)災(zāi)備恢復(fù)：在一個本地SAN上的所有信息，包括啟動信息、操作系統(tǒng)鏡像、應(yīng)用和數(shù)據(jù)，都可以復(fù)制到一個遠程的SAN上以便實現(xiàn)快速和完整的災(zāi)備恢復(fù)。

　　卓越的性能：即便像數(shù)據(jù)庫這樣的交互性虛擬機，都可以在萬兆以太網(wǎng)和iSCSI SAN上運行而性能不受影響。

　　萬兆以太網(wǎng)和匯聚層：減少網(wǎng)絡(luò)瓶頸

　　直到最近，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計還是推薦使用快速以太網(wǎng)作為接入層，并使用千兆上行鏈路到核心（對于兩層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）或匯聚層（對于三層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）?，F(xiàn)今，在網(wǎng)絡(luò)接入層的流量已經(jīng)急劇地增加。高帶寬需求的應(yīng)用已經(jīng)成倍地增長。隨著千兆以太網(wǎng)價格的下降，千兆到桌面已經(jīng)變得越來越普遍。千兆以太網(wǎng)到桌面的廣泛應(yīng)用增加了網(wǎng)絡(luò)其余部分的超負荷運行比率。結(jié)果在網(wǎng)絡(luò)接入層和匯聚層或核心層之間大量的千兆流量造成了網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。

　　萬兆以太網(wǎng)使匯聚層的規(guī)?？梢圆粩嗟財U展以滿足用戶和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日益增長的需求。這樣可以讓網(wǎng)絡(luò)超負荷運行的比率回到符合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的最佳實踐，并提供了在聚合多個千兆以太網(wǎng)鏈路上一些重要的優(yōu)勢：

　　使用更少的光纖：萬兆以太網(wǎng)連接相對于千兆以太網(wǎng)鏈路聚合使用更少的光纖線纜，千兆以太網(wǎng)鏈路聚合需要在每條鏈路上使用一對尾纖。使用萬兆以太網(wǎng)減少了線纜的復(fù)雜性；同時考慮到鋪設(shè)額外的光纖線纜的費用也很昂貴，使用萬兆以太網(wǎng)也有效地使用了現(xiàn)有光纖線纜的布線；

　　對大數(shù)據(jù)流的更好支持：在聚合的千兆以太網(wǎng)鏈路上的流量由于在終端設(shè)備上數(shù)據(jù)包序列的需求而被限制到1 Gbps的數(shù)據(jù)流。由于在單個萬兆以太網(wǎng)鏈路上有更大的帶寬容量，所以萬兆以太網(wǎng)可以更有效地支持大數(shù)據(jù)流的應(yīng)用程序；

　　更長遠的投資部署：相對于對個千兆以太網(wǎng)鏈路的聚合，萬兆以太網(wǎng)提供了更大的擴展性，從而可以更好地保護你的網(wǎng)絡(luò)投資。最多可把8條萬兆以太網(wǎng)鏈路聚合成一個虛擬的80Gbps的鏈接；

　　萬兆以太網(wǎng)和光纖線纜的選擇

　　對于任何光纖線纜的部署都需要考慮三個重要的因素：

　　光纖線纜的類型（例如單模/多模）

　　萬兆以太網(wǎng)物理接口的類型（例如10GBase-SR）

　　光纖模塊規(guī)格的類型（例如XFP）

　　
表4：萬兆光纖的工作范圍和物理層（物理接口）

　　只要萬兆以太網(wǎng)的物理接口類型在光纖鏈路的兩端是一樣的，模塊的規(guī)格是可以互通使用的。例如，可以通過連接一個10GBase-SR XFP光纖模塊和一個10GBase-SR SFP+來部署一條光纖鏈路。然而，一個10GBase-SR SFP+的光纖模塊不能連接到10GBase-LRM SFP+光纖模塊。

　　萬兆以太網(wǎng)和銅纜的選擇

　　隨著交換標準的成熟和銅纜標準的改進，在萬兆以太網(wǎng)上使用銅纜變得越來越普遍?，F(xiàn)在，萬兆以太網(wǎng)有三個不同的銅纜技術(shù)。每種都有不同的價格和性能（詳見表5）。盡管光纖（SFP+模塊）能提供最低的延時，但是許多IT部門還是使用銅纜來連接交換機到交換機或者交換機到服務(wù)器。

　　10GBase-CX4——在2004年發(fā)布——是最早的萬兆以太網(wǎng)銅纜的標準。CX4相對經(jīng)濟并支持非常低的延遲。它的缺點是規(guī)格太大而無法在高密度端口的匯聚交換機上使用。

　　SFP+是最新的光收發(fā)器標準。萬兆SFP+直連線纜（DAC）直接連接到一個SFP+模塊。由于低延遲、小的規(guī)格以及合理的價格，從而這個新的銅纜解決方案已經(jīng)成為連接機架上的服務(wù)器和存儲設(shè)備的一個選擇。

　　10GBase-T或者IEEE802.3an-2006在2006年發(fā)布，在最大100米長的6A類和7類銅纜上實現(xiàn)萬兆以太網(wǎng)。雖然該標準具有前途，但10GBase-T仍然需要不斷的技術(shù)改進來降低成本、功耗和延遲。

　　萬兆以太網(wǎng)和SFP+改造：便于短距離運行的直連線纜

　　SFP+直連線纜集成了SFP+兼容連接器和一條銅纜，提供了低延遲、節(jié)能和低成本的解決方案。DAC具有幾種長度，最長可達10米（33英尺），并且是目前最好的短距離萬兆以太網(wǎng)連接線纜。（詳見圖1）

　　典型的直連線纜（DAC）

　　對于機柜頂端（ToR）的應(yīng)用

　　交換機使用SFP+光纖模塊在一個高效的1U規(guī)格機柜中提供高端口密度的萬兆以太網(wǎng)。出于相同的原因，服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲廠商在他們的設(shè)備上使用萬兆SFP+網(wǎng)絡(luò)適配器。DAC簡化了機架和終端的布線。服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備可以直接連接到ToR交換機，避免對中間跳線面板的需求。DAC足夠靈活能夠在機架中進行垂直的布線管理。在機架外的唯一布線是ToR交換機上聯(lián)到匯聚層的連接，使移動機架變得更輕松。

　　萬兆以太網(wǎng)和鏈路聚合提供網(wǎng)絡(luò)的冗余性和靈活性

　　端口匯聚或鏈路聚合不是新的技術(shù)。之前的IEEE標準定義了聚合多個以太網(wǎng)端口到一個邏輯鏈路的方法，以提高整體的連接速率和可用性。

　　IEEE的鏈路聚合控制協(xié)議（LACP）標準定義了捆綁多個物理端口到一個邏輯通道上的方法。現(xiàn)今，大多數(shù)的萬兆以太網(wǎng)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備有多個端口和支持Active-Active LACP端口組。然而，對服務(wù)器來說主要關(guān)注的是冗余，而且LACP標準只是定義了Active-Active服務(wù)器組到相同的交換機，如果交換機非正常工作了就創(chuàng)建了單個故障點。出于這個原因，服務(wù)器連接通常配置為故障切換模式。在故障切換模式下，活躍的鏈接到第一臺交換機，冗余的鏈接到第二胎交換機直到第一條鏈接故障時被激活。

　　復(fù)雜、昂貴和專有技術(shù)確實在多***立運行的不同交換機之間提供了LACP組。然而，從部署的角度來看，更容易通過堆疊型交換機使鏈路聚合跨越整個堆疊組來實現(xiàn)一個分布式的LACP解決方案。在這種配置下，堆疊組好像一臺邏輯上的交換那樣工作并實現(xiàn)無縫的鏈路聚合。

　　分布式LACP部署

　　什么是“機柜頂端”交換機

　　一臺機柜頂端（ToR）交換機是一臺具有少量端口并位于數(shù)據(jù)中心或服務(wù)提供商代管設(shè)備的19寸機架的頂端或中間。一臺ToR交換機提供一個簡單的、低成本的方式來輕松地添加更多的網(wǎng)絡(luò)容量。ToR交換機連接多個服務(wù)器和其他的網(wǎng)絡(luò)組件（如存儲）到一個機架上。大大簡化了添加更多的服務(wù)器和存儲容量到網(wǎng)絡(luò)的難度，避免了使用復(fù)雜的跳線面板和來自于每臺服務(wù)器或每臺存儲設(shè)備的布線。

　　萬兆以太網(wǎng)和機柜頂端的最佳實踐

　　圖3顯示了一個可堆疊的萬兆以太網(wǎng)ToR交換機的解決方案，為服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲提供劃算的SAN連接。LACP功能除了為服務(wù)器和存儲提供更好的性能以外，還提供更好的可用性和冗余性。由于服務(wù)器虛擬化，Active-Active服務(wù)器組可以分布在兩個堆疊的交換機之間，當服務(wù)器組連接到相同的邏輯交換機時確保了服務(wù)器的物理冗余。如果一條鏈路故障，LACP還提供故障切換的保護。同時，iSCSI流量負載均衡確保更大的傳輸吞吐量和更低的網(wǎng)絡(luò)延遲。

　　兩個機柜，每個機柜放置萬兆以太網(wǎng)服務(wù)器、存儲和交換機

　　萬兆以太網(wǎng)和分布層的最佳實踐

　　千兆以太網(wǎng)到桌面需要一個高帶寬、高效的和靈活的解決方案。圖4顯示了具有萬兆上行鏈路的千兆接入交換機和可堆疊的萬兆匯聚交換機。作為機柜頂端（ToR）的最佳實踐，LACP active-active組被分布在四臺堆疊交換機之間，提供卓越的靈活性和可用性，同時提供到相同邏輯交換機的連接。在接入層，接入交換機堆疊成一臺虛擬的邏輯交換機，簡化了配置和管理的開銷。網(wǎng)絡(luò)負載均衡確保了流量被動態(tài)地分布在物理鏈路上。最后，為了鏈路的冗余，LACP故障切換保護比使用生成樹協(xié)議更高效。當主鏈路處于工作狀態(tài)時，生成樹的備用鏈路是不工作的。故障切換保護比使用生成樹協(xié)議更高效。當主鏈路處于工作狀態(tài)時，生成樹的備用鏈路是不工作的。然而LACP的所有鏈路在同一時刻都是處于工作狀態(tài)的，從而提供了更好的聚合帶寬和無縫的冗余。

　　支持堆疊和分布式的萬兆以太網(wǎng)鏈路聚合的智能接入層

　　萬兆以太網(wǎng)和NETGEAR解決方案：可靠、具有性價比和方便易用

　　NETGEAR ProSafe全網(wǎng)管交換是關(guān)注成本的企業(yè)在部署支持機柜頂端（Top-of-Rack）和融合的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的萬兆以太網(wǎng)時的理想選擇。NETGER全網(wǎng)管交換機降低了管理和維護的成本，使IT人員更多地關(guān)注在其他的關(guān)鍵業(yè)務(wù)上。同時，也幫助正在成長的公司實現(xiàn)日益增長的帶寬需求、新的應(yīng)用需求和一個快節(jié)奏的商業(yè)環(huán)境的需求。

　　更可靠

　　NETGEAR全網(wǎng)管交換機設(shè)計的初衷就是設(shè)備的可靠性，并且一直穩(wěn)定地運行。每臺設(shè)備都由高檔的原件組成并且在交付使用之前經(jīng)過嚴格的測試。

　　更具性價比

　　NETGEAR全網(wǎng)管交換機支持一系列的功能，包括組播、虛擬化和高級的安全特性，而且極具性價比。任何企業(yè)，無論規(guī)模的大小或應(yīng)用的多少，都可以在NETGEAR萬兆交換產(chǎn)品線中找到合適的解決方案。

　　方便易用

　　NETGEAR全網(wǎng)管交換機可以通過直觀的和具有全面功能的Web圖形化界面、CLI命令行接口或SNMP網(wǎng)管協(xié)議進行管理。2010年P(guān)almer Benchmark的一項研究發(fā)現(xiàn)NETGEAR的用戶相對于Cisco的用戶有更少配置方面的問題。易于部署和簡單的堆疊——NETGEAR全網(wǎng)管交換機以簡單為起見來設(shè)計。

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　　以太網(wǎng)技術(shù)資料集綿——以太網(wǎng)技術(shù)：邁向工業(yè)物聯(lián)新時代