瞻博网络执行副总裁谈QFabric内幕

瞻博网络执行副总裁兼无数据中心业务部门总经理R.K.阿南德(R.K.Anand)在1996年是这个创业企业的第12名员工。加入瞻博网络之前他曾是Sun微系统公司的处理器设计师。几年后，阿南德离开了瞻博网络并且在很短的时间里创建了另一个创业企业。但是，他后来又回到了瞻博网络并且帮助最终完成和推出瞻博网络的QFabric产品。美国《网络世界》总编约翰·迪克斯(John Dix)最近在加州桑尼维尔的瞻博网络公司总部采访了阿南德，深入讨论了瞻博网络对高端数据中心需求做出的回应。以下是采访全文。

问：为什么这个世界需要QFabric?

答：如果你回到4年或4年半以前，那时正在出现一些大趋势。数据中心当时正在整合。网络正好足以推动向云发展。也就是说，企业会说“我的带宽非常充足。我有合理的延迟。我有多样性的路径。因此，我可以分开我的计算元素和存储元素”。

但是，日益明显的事情是由于采用了分层次的模式，数据中心将面临升级的挑战。这些层次有两个层面。一个是交换机模型的层次结构，拥有接入、聚合和核心交换。另一个层面是工作层，包括网络层、应用层和数据库层。所有这一切代表了一个需要真正的任意互连(any-to-any)解决方案的大规模的网络问题。

因此，我们观察了这个问题并且说，人们如何如何解决这个问题?我们认识到，我们不能像交换机技术在过去的25年中做的那样来解决这个问题。当你建立一个标准的交换的时候，你就达到了极限。如果你有一台半个机架的设备，你只能为其提供这样多的电源，你只能为其提供那样多的冷却，你只能使用那么多平方英寸的地方用于连接。

那种做法要求我们考虑使用这个单个的半个机架的交换机并且充分利用它，也就是说打破这台机器的物理金属框架的束缚。当你打破这些束缚的时候，你会看到半个机架的交换机基本上是一套与结构连接的线卡。这些结构允许有固定延迟的任意互连的端口连接，并且这台设备在以它的规模工作。如果你打破那个金属的束缚，打造一个结构技术，以更有伸缩性的方式连接这些线卡，那么，你就解决了这个问题。

不过，让我们后退一步。有许多制造交换机的方法。但是，一般来说，交换机在前面有线卡，在背面有水平结构卡。结构卡一般不相互连接，因此，数据包进入输入端口，然后，线卡中的数据包转发引擎把这些数据包传送到整个结构，接下来再把这些数据包从输出端口发出。

一个基座系统中的典型的线卡是一个丰富的组件。它做许多处理工作和繁重的工作以及缓存和查询工作。而核心结构是一个简单的组件。它做很少的处理工作。它的任务是获取和转移数据。因此，我们要应用所有的线卡，把它们拿出来并且放在机架交换机的顶部，也就是一台1U、48个10G端口的交换机(我们最终将看到40G和100G的交换机)。

由于线卡与结构对话，结构卡相互之间没有联系，我们还要把结构卡放在不同的机箱中。我们把这种机箱称作互连机箱。你可以连接机架交换机顶部的128个结构卡。我们称之为节点。这里有4个冗余的相互连接，意味着我们能够最多支持6144个10G端口。

现在，这里还有一个电源部分。一般来说，完成全部以太网数据包处理任务的前面的线卡是耗电量最多的。位于核心的芯片做很少的工作，这意味着电源问题实际上是在边缘。正是电源问题在年复一年地增加。随着你使用1G端口、10G端口、40G端口或者100G端口，耗电量便从5000瓦、1万瓦、1.5万瓦一直增加到1.8万瓦。

通过把工作分配到每个机架的顶部，而不是使用最后一排交换机，你在分配电源。这是一个漂亮的故事。机架交换机顶部只有350瓦，正好在服务器的范围内，对吗?因此，这意味着我能够使用4万瓦电源相互连接全部6144个10G端口的数据中心。

在这个三层交换模式中，以太网处理是在接入层、聚合层和核心层等每一个层次上完成的。每一台设备都在工作，占据位置和消耗电源。

问：是什么让你说每一个端口相距仅是一个跳点的距离?

答：这要回到我关于分层数据中心的观点。分层数据中心就是创建人力资源仓、财务仓、销售仓，然后你建立Web仓、应用仓和数据库仓。现在，使用QFabric，你突然解除了这些束缚。因为在这个故事中有一个相等的性质：这些端口之中的任何一个端口之间的距离都是相等的。任何一个端口都可以设置为2层或者3层端口，使它成为任何一层网络的成员。因此，你突然之间不再受你的数据所在的应用程序、服务器或者虚拟机的限制。

当你启用一个虚拟机的时候，你要做的事情就是询问“台服务器有容量吗?”，不用担心它需要的是一个人力资源仓或者一个IT仓或者财务仓。当你说你是这个组(这个虚拟局域网)的一个成员的时候，你可以访问随后的存储。因此，突然之间，任何端口都可以在5微妙之内大规模连接到任何其它端口。因此，这意味着你在云和数据中心中需要的大多数应用程序都将很好地工作。

考虑一下云提供商的环境，在这个环境中，你不知道这一分钟与下一分钟有什么区别，因为你不知道有多少人打电话并且申请10个以上的虚拟机或者增加TB容量的存储。这是一个不断变化的状态。在这些情况下，你需要一个丰富的和灵活的连接模式，你要让端口适合各种应用。这是我们使用QFabric的方法。建设这个环境需要抛弃旧思路，有一个明确的观点。

问：如何配置端口?

当你有一个分层次的网络的时候，每一台设备都需要操作人员登录设备和进行设置。每一次修改状态的时候，都会出现一台新的服务器，一个新的虚拟机，并且状态的这些改变要求你回去设置这些设备中的每一台设备。使用QFabric，你可以在一个地方设置一切。你到目前为止还没有明确说明管理和运营的好处，只是想到这个事实：有一天，整个数据中心只要一两个人就可以管理。

因此，我现在有一个管理点，我说：“嗨，你是一个FCoE端口。嗨，你是一个10G以太网端口。嗨，你是光纤通道端口。在你们这些端点，我仅配置2层网络设备。”你需要所有这些灵活性。

问：QFabric仅适用于特大型机构吗?

答：我们总的观点是数据中心必须从三层减少到二层，然后减少到一层。这样，我们的第一个发明就将从三层减少到二层，取消这个等式中的一些设备，使数据中心更简单。我们在2008年推出的EX产品线做了这个事情。这个产品线使我们能够把许多接入设备连接在一起，仅使用一个核心的设备，减少了所需设备的数量。

因此，这个技术创新过程随后要使用QFabric把网络从二层减少到一层。我们知道，有些数据中心不需要那样大的规模，因此，我们需要很好地划分界限。我们认为，二层数据中心将为你提供大约500至600个10G端口。然后，当你超过这个界限的时候，QFabric允许你升级到更多的数量。

我们的第一个产品是在去年9月开始出货的QFabric。尽管我们的第一个产品允许客户连接6144个10G端口，但是，我们认为，我们还有机会减少或者增加端口。我们的技术最终将使我们能够增加数万个端口。

问：有哪些客户购买?

答：当你用三年半至四年时间做这样一个项目的时候，你要用许多时间证明这个想法是合理的，你要向客户灌输这个想法，解释它的工作原理。这样，你将不断地调整和微调产品并且得到客户的反馈意见。

但是，有时候，客户说，“这个幻灯片很好，我可以接触和感受这个产品吗?”我可以告诉他们，因为我们在全球各地的概念证明实验室中有这些产品。当客户来观看一个单一的管理点以及整个系统如何看起来像一台交换机的时候，这些实验室在每一种情况下都能满足客户的要求。

问：你们有多少客户?

答：贝尔加拿大和CODONiS是目前使用QFabri的两个公开的客户。此外，我可以告诉你，我们与客户的所有的交流都是积极的，因为客户赞扬这个架构很精美，客户赞扬节省电源和空间的价值定位，此外，还有长期的运营开支的好处。你知道，这个范例的转变需要客户愿意，因为这个问题是很明显的：当你的服务器核心增加到1000个、2000个、5000个的时候，你知道，你不能以同样的方式不断地建造网络，你不能对它使用TRILL(多链接透明互联)协议并且使它的分层次的交换结构看起来相同。你还将在每一个层次上做以太网处理，因此，你仍然没有解决电源、空间和其它问题。

问：思科的装机数量使其用户很难采取同样的方法。

答：你说到了要点。如果这是一个200亿美元的网络业务并且这个目标是减少端口，你基本上已经消灭了聚合和核心交换机业务。谁愿意跳过这个鸿沟?

问：另一家大谈结构的公司是博科。你对他们的方法有什么看法?

答：当我观察这个竞争的时候，我认为，他们的基本方法仍然是相同的。这个方法就是把许多交换机在一个分层次的结构中组合在一起。然后，你说，为什么我们不能运行一个Fabric Path或者Trill协议，或者使它看起来像一个结构的东西。没有人从头开始进行设计。但是，那还没有从根本上解决这个问题。

第二，我认为，他们解决了二层问题。但是，他们没有大规模地解决二层和三层的问题。我认为，二层和三层在数据中心共存是非常重要的，因为那是你如何分区和分配资源的问题以及多租户等所有这些问题。

你知道，结构是一个极好的词汇。我们都依赖它。但是，人们必须后退一步并且问“谁真正建立了一个结构?”一个结构必须有某种属性，对吗?你必须要问，它是做任意互连的吗?有一个单一管理点吗?它有弹性吗?它能在2层和3层大规模工作吗?你需要问所有这些问题。