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1、Page # of 6版权所有? 2009 Gartner, Inc.和/或其分支机构。保留所有权利Gart ner调研报告Gart ner出版日期：2009年11月17日ID编号：G00172149最大限度减少网络交换层，显著降低成本并提高效率作者：Neil Rickard过去，针对交换机性能有限的环境，我们创建了现有的局域网设计方法。如今，大容量交换机采用 全新的设计方法，从而降低园区及数据中心局域网的成本和复杂性。主要调查结果目前市场上最大型的局域网交换机，可支持近1,000个1 Gbps以太网端口和/或1 Tbps的交换容量。新一代的局域网交换机能够提供丰富的网络特性，而不会影响吞吐量
2、。通过减少局域网中的交换层数量，可降低成本、提高性能和可靠性。建议考察所有的局域网设计，确定是否有可能减少交换层的数量。由于交换层减少后，故障的影响会加大，所以应确保最终配置具备出色的可靠性。当选择端口较多的核心交换机时，应确保交换机能够提供足够的交换矩阵容量。版权所有? 2009 Gartner, Inc.和/或其分支机构。保留所有权利。除非事先得到明确的书面许可，否则，严禁以任何形式复制和分发本文。本文信息来自我们认为可靠的渠道，但Gartner对于此类信息的准确性、完整性和全面性概不负责。虽然Gartner可能在调研报告中讨论与信息技术行业相关的法律问题，但Gartner不提供任何法律建
3、议或服务，并且，您也不应将Gartner调研报告作为法律文件进行参考和使用。Gartner对于本文出现的错误、疏漏和不完整性概不负责，也不负责对此做出解释。本文阐述的观点可能会发生变化，恕不另行通知。WHAT YOU NEED TO KNOW您需要了解的信息Existi ng LAN desig n practices are based on a nu mber of assumpti ons about LAN switch传统的局域S网设计方法o基于g对局域网交换机功能的大量s假设,b如今这些假设已经没有意义can燥能ANALYSIS分析Established Practices传统方法
4、t may seem con tradictory to speak of traditi on al approaches whe n describ ing an activity as relatively young as designing switched LANs, there are a number of respects in which 我们在描述一种相相对d新的交换局域网设计方法时e，将其称为。“传em”方法ervas有些自he矛盾ce事 实上，在h此类局域网中,rk传Th的设计方a法在许s多领域都占e据着主导地位卩o最s常mb的则堤消三层网nt 络”设计计理念。这这种
5、方g1利用三个不同的网络层来执行三项独特的功能，包括：x Access （connecting the users or servers）接入（连接用户或服务器）汇棄（汇聚流量并应用功能，t如乜nL3r交换和访问控制列表nctions，such as Layer 3 switching and access con trol lists）核心（以最少的特性提供大容量的交换支持；见图1）x Core （deliveri ng high-capacity switchi ng with minimal features; see Figure 1）图gur传统的三层局域Th设计Tier LAN D
6、esig n资o料r 来源Gart nG aNtnembe（ 20099 年 11月）At the time when three-tier LAN design was developed, this model was necessary, as LAN 在在三层网络架构oi展的wa期tr这种模式是必不可he的rt囲为g局域网or交换技术力求redb大mo数企业的 交换性能需求0删功能分层是提高性寵的一种行之有效的方法a例如ns骨干交换机的速度恰好能够For example, backb one switches werebarely fast en ough for most core
7、applications, andwould支o持大o多数核心c应用tab如果再胡它去执行复复杂勺路mp或过；滤任任务or filterin通通un在软件中执行we,运行速度 定会急剧下降。（因扯sof这a些功Th被e分配给了多个汇聚交换机以便o核ied交换机能a够专门执行简单的 交换任务，从而最熒限度地提高性能。采用这种设计方法pe大型网络会需要多个核，丿心交奂层来进一2009 Gartner, Inc. and/or its Affiliates. All Rights Reserved.出版日期：2009年11月17日/ID编号：G00172149 步扩大规模，每层通常执行不同的任务。使
8、用这种方法创建的一些参考设计至今仍被作为模板来使 用，交换层能多达五个，每层都由多个设备组成。这类配置中，用于连接交换机的以太网端口数 量，通常与连接用户或服务器的端口数量相同。随着这种方法日益成熟，交换机供应商开始寻求通过汇聚层提供更加丰富的服务，不仅包括路由访 问控制列表和其它低级别数据包处理功能，还包括防火墙和流量分析等其它功能一一这类功能通常 由服务板卡提供，服务板卡可添加到所有的汇聚层交换机。在极端的情况下，供应商可能会将服务 板卡添加到每一个网络层次，以期改进服务 /提高安全性；事实上，在各层复制相同的功能，只会徒 劳无功。新局面过去三年来，局域网交换机市场发生了显著的变化。虽然企
9、业的流量需求在不断增长，但局域网交 换机容量的增长速度更快。此外，更复杂的功能不是在软件中执行，而是直接嵌入到芯片中，这样 可以通过交换机的所有端口“线速”提供这些功能，同时不会影响交换性能。现在，最大型的企业 级局域网交换机每秒可处理超过一个 T的交换容量，能够支持近1,000个1 Gbps以太网端口或者200 多个10 Gbps端口。与前几代产品相比，这些新型交换机中的服务板卡的数量呈下降趋势。以前，交换机性能有限，我们创建了传统的局域网设计方法。当前，许多企业在设计网络时，仍在 沿用这种方法。在某些情况下，他们保留汇聚层只是为了提供防火墙等服务模块，这与最初的设计 理念完全背道而驰一一汇
10、聚交换机的最初目的是便于企业提供更多功能。全新的设计方法现在，您可以根据新的市场条件，采用新的方法来设计局域网。由于所有的交换机端口都能在不影 响性能的情况下提供丰富的功能，因此您可以放弃三层设计方法，而选择更为精简的拓扑结构。例 如，可以使用单层交换机来支持小规模配置；使用两层交换机来满足企业园区及数据中心的大多数 需求；使用三层交换机来支持超大规模的网络部署（见图2）。第一层交换机可以是刀片服务器交换机或柜顶交换机。出版日期：2009 年 11月 17日/ID 编号：G00172149Page # of 6版权所有? 2009 Gartner, Inc.和/或其分支机构。保留所有权利Gar
11、t ner图iur全新N的两层局域网设L计N Design资料来源GartnGaNovamber 2009 年 11月)Source: Gartner (November 2009)Since all switches can be used to deliver the full range of switchi ng function s, it is also possible to 由于cen有sy交m机ssns以b提rksewh部的交Ome功能vuftanOn还e能够设ectn非对称o网络，将一p设ssi与核o可通鹅觀鞠链路与相o连。cton,tvittuaczee swrtcce
12、platforms, such as applicatio n delivery con trollers, can be directly conn ected to the core switches.Figure 3. Asymmetric Data Cen ter LAN Desig n图iurg吃寸Asym数mi中中)心局域网设计LAN Desig nCore Switchco机hse型服务器ServersTop of Rack 柜顶?交離机kSwitch刀片服务器交换机Blade ServerBladeSeverSwitchBlade刀片服务器资料来源：嗾%器严鬱勰年ii月)Ser
13、versSource: Gartner (November 2009)A desig n with fewer tiers n eed n ot compromise redu ndan cy, as core switches will typically be式，将服务器同时连接到两个交换机中。? 2009 Gartner, Inc. and/or its Affiliates. All Rights Reserved.? 2009 Gartner, Inc. and/or its Affiliates. All Rights Reserved. 出版日期：2009 年 11月 17日/I
14、D 编号：G00172149Page # of 6版权所有? 2009 Gartner, Inc.和/或其分支机构。保留所有权利Gart ner针对以前汇聚交换机中的服务板卡提供的其它功能，如防火墙和负载均衡等，您可以进行重新配置，以便由作为资源池的专用虚拟化平台来提供这些功能（参见通过网络功能虚拟化实现数据中心网络的现代化）。新方法的优势和局限性采用这种全新的精简方法设计局域网的主要优势在于，能够减少网络中的交换机和链路数量，从而 降低前期购置成本和后期维护成本。此外，精简的配置还能降低电力和冷却需求，这对数据中心网 络尤为重要。为了探寻这种设计方法潜在的成本优势，我们以支持4,800个10
15、/100 Mbps 以太网用户端口的网络为例。该网络将连接100个48端口的边缘交换机，每个交换机需要 4条1 Gbps上行链路，总共需要 400条1 Gbps上行链路。传统的三层设计方法，会将这些边缘交换机与由8个汇聚交换机组成的中间层连接（4对冗余配置），每个汇聚交换机支持50条1 Gbps上行链路，且需要（至少）2条10 Gbps 上行链路，其中每条链路与冗余配置的两台核心交换机中的一个交换机相连。如果将这些边缘交换 机与核心层直接相连，则企业无需购买带有16个10 Gbps上行链路端口的8个汇聚交换机机箱，同时核心交换机上的10 Gbps端口数量可相应减少16个。此时，我们仍需要400个1 Gbps端口，但它 们将被部署在核心层而不是汇聚交换机中。以2009年第3季度的市场平均价格计算，相比10.2万美元的用户端口和3.8万美元的1 Gbps端口，仅减少32个10 Gbps端口一项，就可节省5.6万美元的成 本，这相当于节省了约28%的网络前期购置成本。同时，电力和维护成本也会相应降低。通过减少交换层数量，流量需要穿越的交换机数量也会减少，从而可以缩短延迟，提高应用性能。 此外，简单的配置还有助于简化网络管理，减少需要配置的设备，以及需要排障的端口和线缆数 量，并简化路由和虚拟局域
