思科虚拟交换系统全面打破吞吐量纪录

　　虚拟技术，这一长久以来在服务器领域热门的技术第一次在网络基础设备领域中绽放出绚丽的光彩。Cisco公司借助于虚拟技术和新一代的路由处理引擎，不仅将两个其旗舰级路由交换设备Catalyst6500虚拟为一个网络实体成倍地提高了数据交换路由能力，而且极大地提高了网络的可靠性。

　　为了验证Cisco公司新一代的虚拟交换系统(VSS)，NetworkWorld进行了其有史以来最大规模的性能测试，测试环境采用了高达130个万兆以太网络接口。

　　测试结果令人印象深刻，Cisco公司的虚拟交换系统(VSS)不仅将网络设备故障时流量受影响的时间减少到以前的1／20，而且完全不需要采用原来网络设计中常用的二层和三层冗余协议。

　　测试结果更加令人惊讶的是Cisco公司的虚拟交换系统(VSS)的吞吐量超过770Mpps，测试中路由转发单播和组播流的数目高达56亿个。

　　任何时刻，任何链路

　　长久以来，网络设计者为了使网络基础设施能够在各种故障的情况下尽可能地保持网络的运行，他们通常采用在网络的各个层次部署多条冗余／负载均衡链路和设备的设计方法，同时为了使这些冗余的设备和链路在出现故障时能够及时地发挥作用，网络设计者不得不同时使用为数众多的，令人眼花缭乱的协议来应付故障情况，RSTP，HSRP和VRRP等协议都是我们常用的保护性协议。

　　这种保护协议控制冗余链路和设备的方式虽然可行，但是却有众多的不足之处，这些不足关键是由于目前绝大多数冗余保护性协议采用主／备工作方式，结果是网络中虽然有多条链路但在平时只有一条链路负责数据的传递，其它的链路只有在主链路故障时才有可能负责数据的传递。网络设备和链路的主／备工作方式使网络的有效利用率只能达到50％，造成较大的浪费 。

　　进一步从其它角度考虑，在一般情况下路由设备的端口只需要一个IP地址，但VRRP和HSRP协议都要求在一个网段上预留三个IP地址，增加了管理负担；同时RSTP虽然较STP在故障时的反映时间大大减少，但是RSTP的收敛时间仍然在秒级波动，结果往往是应用程序的性能小于原来的预期。严格来讲，STP协议族的设计初衷是避免网络中出现环路，并不是提供目前常被用来的冗余保护目的。

　　目前网络冗余设计的另一个不足之处是网络中被管理网元数目的成倍增加，不论网络管理者采用何种方式来管理网络设备，同样的配置和策略的下发都需要重复至少两次。

　　虚拟交换系统（VSS）

　　VSS技术的核心是Cisco公司最新发布的其旗舰级路由交换设备Catalyst6500的VS-Sup720-10G路由交换引擎，VS-Sup720-10G负责虚拟交换连接（VSL）的建立和管理，使虚拟交换系统对网络中其它的节点呈现为单一设备（唯一的MAC地址，唯一的IPv4地址），对网络管理者所有的端口都在一个网元中被管理。

　　在基于VSS技术的网络设计中，为了在物理连接上提供冗余，任何一个接入层设备仍然需要连接到同一个VSS系统中的两个不同设备上，但是由于VSS技术支持跨机箱的链路捆绑（MEC），在接入层设备看来它的邻居仍然为一个物理设备。 跨机箱的链路捆绑（MEC）技术与用户采用何种链路捆绑技术无关，MEC支持业界标准的802.1ad链路捆绑协议和Cisco公司扩展的PAgP协议。不论接入层设备和VSS设备之间采用何种链路捆绑协议，VSS设备和接入层设备之间都不需要运行任何的生成树协议，在正常工作时，MEC中的任何链路都有数据通过。

　　服务器与VSS节点的连接也同样可以享受到MEC技术的好处，服务器网卡捆绑技术（NIC Teaming）早已经存在多年，服务器端不需要安装任何的软件，通过简单的配置就可以和VSS节点跨机箱的链路捆绑连接。

　　在目前阶段，任何两个Cisco公司的Catalyst6500设备只要具备支持VSL协议的能力都可以组成虚拟交换系统（VSS），这时任何与该VSS系统相连接的设备都可以享受虚拟交换的好处； 根据网络的需求虚拟交换系统（VSS）可以应用在网络的任何层次，核心层，汇聚层和接入层。

　　Catalyst6500之间的每个VSL连接支持最多8个物理链路，构成VSL的物理链路可以是VS-Sup720-10G上的任意10GE接口或是Cisco高密度10GE接口卡上的任意接口。 虚拟交换系统（VSS）要求设备中的用户接口卡是6700系列，例如WS-X6724或WS-X6748千兆系列，WS-X6704或WS-X6708系列万兆接口卡的任意组合。 在本次测试中我们并没有验证虚拟交换系统间VSL链路上的流量情况，但 Cisco表示在正常情况下， 虚拟交换系统间VSL链路上的流量大约为万兆接口的5％。

　　到目前为止，VSL技术还是Cisco公司的专有技术，采用VSL技术使Cisco的设备与其它厂商的设备构成虚拟交换系统还不可能。