为数据中心建立高速数据交换架构

为数据中心提供高速数据互联总是一项复杂而又耗费巨大的计划。传统的服务器机架排列方法既耗时又费钱，在复杂度提高的同时，可靠度却在下降。使用这种方式，你要么购买一个集中式底盘方案，使用一个32G或者更高的底板（其价格相当于一栋房子），或者满足于小型可分布交换机的普通性能，使用1G光纤或者铜线互联。如果切换到10G光纤或者10G铜线互连将会迅速提升整体价格，同时还有一大堆的独立交换机等着你去管理。

在图A中的中央模式速度很快，管理起来也简单，但是这个方案意味着要为交换机支付大量的费用，还要付费给一个接线员，从中央机架上的面板连线到周围的六个机架上。同时，你还浪费了整整一个机架，仅仅是为了放下那个接线面板，所以这就是为什么图A之中有7个机架的原因（而另外两种模型里只有6个机架）。

图A

一台类似Cisco 6509的交换机，依据你所选的功能不同，价格从10万美金到30万美金不等。你同时还需要购买24个48口的修补面板，大约花费5000美金，另加相当于一个接线员一天的工作量，来完成所有的连线工作。同时，这也给接线工作带来了相当的复杂性，如果某条线无法联通，你将不得不花费大量的时间来排查到底哪根线的哪个部分出了问题。这有问题的线可能位于中控格内，或者在某个偏僻的格内，甚至可能是一条下行线，或者是面板的相互连接线。

使用较便宜的交换机（比如Cisco 3750）堆叠起来以取代Cisco 6509也是很常见的做法，但是你依旧需要使用修补面板，而且依旧会在网络架构里损失整整一台机架。

图B所示的这种分散模型则是一种预算紧张状态下的典型配置。你可以使用相对便宜的交换机，比如一台Cisco WS-C2950G-48 Layer 2交换机，大约只要2000美金，还提供2个GBIC。但是你依旧需要一台Layer 3交换机，比如8000美金的Cisco3750G-24TS，来作为路由的核心。

图B

这种模型的问题是，一旦你用掉了连接3750的两个G级端口，你就根本没有G级的端口了，剩下的只有48个10/100快速以太网接口。这样所有的服务器都无法以G级的速度连接，即便是它们迫切需要这样的速度，比如那些文件服务器和备份服务器——除非你再拉一条电缆跨越机架，直接连上3750。另外，我也知道有些人在这种配置中，将全部的交换机都换成了更昂贵的Cisco 3750。这实在是一种资源的极大浪费，对此我会在下一个模型中进行详细的解释。此外，你将不得不单独管理图中的每一台交换机，这实在是管理人员挥之不去的梦魇。如果你需要修改相关的配置，或者打算对它们的软件进行升级，那你就只能这么一台一台的慢慢做过去……。

图C展示了一系列的高端Cisco WS-C3750-48TS Layer 3交换机，可以被分布式的堆叠成9个机架——同时这9个3750系列可以作为一台独立的逻辑交换机进行管理。你只需用SSH连上其中的一台交换机，即可对所有的9台交换机进行管理，而且只需进行一次升级即可完成所有交换机的软件升级工作。

图C

扁平的1米或者3米堆叠线缆连接了全部的3750。它们可以每秒发送32G，而不使用3750上的任何SFP槽。这能让你的每个机架保持4个G级端口，可以连上光纤，或者连上铜线（光纤可以用于连接超过100米的线缆长度，虽然这里显然用不到这么长）。这意味着你每个机架能有4个G级端口可被用于连接服务器（比如文件服务器或者备份服务器这样需要额外带宽的服务器）。图C中的配置绕过了对修补面板的需求，因为每个机架上的服务器都直接连到了交换机上。下面是不同堆叠电缆长度的零件号码：

3750堆叠电缆零件号码

72-2632-XX CABASY (0.5米电缆) [和交换机绑定]

72-2633-XX CABASY (1.0米电缆)

72-2634-XX CABASY (3.0米电缆)

Cisco 3750有内置的路由，并提供增强的软件选项，甚至可以支持OSPF和BGP。有许多种类的3750交换机，其中一些可以通过以太网取电。有一些则全是G级接口，另外一些型号甚至支持10G的以太网。具体价格则依型号和SFP选项不同，从3000美金直到1万美金不等。图C中所示的WS-C3750-48TS-S的最低市场购买价格大约是4100美金左右。如果机架中的一台交换机瘫痪，当你对它进行更换时，环形技术将依旧能让剩余的8台机架保持运作。一旦交换机更换（维修）完毕，你可以通过热插拔将它插回机架。

底线
我们可以从上述3种类型的交换机结构中选择一种来架设一个数据中心。下面就是它们的具体条件：

图A的架构大概要花费20万美金。你将获得288个10/100快速以太网端口，以及在两块SUP卡上的两个G级端口。如果你使用系列的3750堆叠来取代6509的话，那么实际花费将少得多，但是你依旧需要为更复杂的修补面板的排列花费更多的金钱，并导致连线过程变得更加复杂。

图B的价格大概要花费你2万美金。你将获得288个10/100快速以太端口，以及3750上的16个G级端口。要特别注意，一旦一台3750瘫痪，整个网络也会随之瘫痪。在这个配置中你不会希望太过省钱，因为中间的3750一旦完蛋，就意味着全部都完蛋。你可以购买两台3750互为冗余备份，但是花费会增加8000美金左右——这样的话，你可能会希望采用图C的架构。

图C大约要花费你2万5000美金，你会获得288个10/100快速以太网接口，以及分布在所有6个机架上的24个G级接口。如果你有12个机架，你可以简单的复制这个配置。因为你可以将这个方案放大到9台机架交换机，所以这个配置可能会有9个机架排。一些3750的型号有10个G级接口，可以被用于在9台机架之间互联。任何一台交换机的瘫痪都会导致单台机架只能使用52个连接，但是不会影响其余的机架。这个方案的冗余度，和在图A之中使用单台6509时，如果6509刀片之一出了故障时的冗余度是一样的。但是如果你非常需要高冗余度时，你可以通过为所有设备都购买同样的两套独立配置，并使用双重以太服务器，以充分保证你的冗余度。在这个价格上，你可以对所有设备的购买都进行加倍，总花费不过才5万美金，远远低于一台6509交换机的价格，但整体架构的生存能力却大大提高了。

（责任编辑:陈毅东）