使“去集群化”成為可能

　　大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云服務(wù)提供商及運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的核心路由器基本都會(huì)采用集群系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)在可擴(kuò)展性和靈活性方面具備優(yōu)勢(shì),但隨著業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，集群規(guī)模需要不斷擴(kuò)張，導(dǎo)致占用空間增加、功耗升高、對(duì)機(jī)房設(shè)施要求提高，以及故障影響面擴(kuò)大等問題也越來越突出。為此，業(yè)界提出了“去集群化”這一理念。得益于網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計(jì)及制造水平的發(fā)展，以及光通信效率的提升，路由器容量和集成度都相較以往有了顯著提高，這些因素使得“去集群化”成為了可能。

　　目前核心路由器市場(chǎng)中單臺(tái)路由器的端口容量已經(jīng)能夠達(dá)到幾十Tbps，預(yù)計(jì)不久每端口容量將突破到一百甚至幾百Tbps的水準(zhǔn)。在這種情況下，目前每端口的容量就已經(jīng)相當(dāng)于以往單個(gè)槽位、甚至單臺(tái)路由器的總吞吐量。這在芯片技術(shù)沒有得到突破之前，是根本無法想象的。從某種意義上說，以往用戶采用集群化解決方案，也是受限于設(shè)備性能無法滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求的一種無奈之舉。

　　單機(jī)系統(tǒng)與集群系統(tǒng)孰優(yōu)孰劣?

　　在單機(jī)系統(tǒng)與集群系統(tǒng)的PK中，到底誰能更勝一籌呢?下面我們就從幾方面逐一進(jìn)行分析。

　　在產(chǎn)品性能方面

　　隨著端口密度和新一代線卡的進(jìn)一步升級(jí)，單機(jī)容量將得到成倍增長(zhǎng)。目前已知單機(jī)容量可以達(dá)到200Tbps以上，而主流的集群路由器的較大容量基本保持在128Tbps級(jí)別。因此，面對(duì)當(dāng)前需要2-4臺(tái)矩陣機(jī)箱所組成的集群系統(tǒng)，今后只需要一套單機(jī)系統(tǒng)就能完全勝任，這就使得整個(gè)數(shù)據(jù)中心在包括空間占用、功耗、成本和可維護(hù)性等多方面得到了極大優(yōu)化。

　　而大容量單機(jī)路由器的主要缺陷則體現(xiàn)在，對(duì)低速和傳統(tǒng)端口類型的支持和低速端口的容量總和方面。集群系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是可以通過擴(kuò)充槽位(線卡框)數(shù)量的累加來解決這一問題，這也意味著要付出空間、功耗、成本不斷上升的高額代價(jià)。目前核心路由器端口類型已經(jīng)開始向高速以太網(wǎng)進(jìn)行收斂, 所以，無論是面對(duì)未來路由器市場(chǎng)從100GE到400GE的主流演進(jìn)趨勢(shì)，還是從數(shù)據(jù)中心總擁有成本(TCO)來考慮，以高性能單機(jī)系統(tǒng)去替代低效集群系統(tǒng)將成為核心路由器市場(chǎng)中的一個(gè)主要方向。

　　在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面

　　目前，構(gòu)建“去集群化”的核心節(jié)點(diǎn)主要有兩種形式，第一種是直接采用單臺(tái)或少量大容量單機(jī)路由器去替代原有龐大的集群路由器，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單明了，也是絕大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商采用的方式;第二種是單機(jī)系統(tǒng)與集群系統(tǒng)的混合組網(wǎng)，通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議將多廠商的單機(jī)路由器與集群系統(tǒng)構(gòu)建成一種松耦合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。由于這種結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，因此目前只有少數(shù)互聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)提供商會(huì)采用該方式。

　　即使是采用單機(jī)系統(tǒng)完全替代集群系統(tǒng),在遷移過程中也會(huì)選擇業(yè)務(wù)的柔性遷移，就是暫時(shí)保留原有集群路由器系統(tǒng)，再通過大容量單機(jī)路由器逐漸分擔(dān)流量。這種方式能夠較大限度地保障數(shù)據(jù)中心核心業(yè)務(wù)的可靠性需求。

　　而相比傳統(tǒng)的集群方式, 單機(jī)系統(tǒng)不但在性能和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上更具優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在第二種結(jié)構(gòu)中還有效抑制了單一廠商產(chǎn)品的技術(shù)鎖定，提高了產(chǎn)品的可擴(kuò)展性與技術(shù)的開放性。無論是對(duì)大多數(shù)云服務(wù)提供商，還是運(yùn)營(yíng)商而言，采用這種松耦合的大容量單機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)其業(yè)務(wù)拓展與產(chǎn)品快速上線，亦或后期升級(jí)維護(hù)都是一種更為合理的選擇。

　　在核心路由器領(lǐng)域，無論是“集群化”，還是“去集群化”，較終還是應(yīng)該由市場(chǎng)來決定。當(dāng)單機(jī)容量達(dá)到極限，不能滿足業(yè)務(wù)需求時(shí)，用戶自然會(huì)采用“集群化”來進(jìn)行部署，以擴(kuò)展數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的承載能力。而當(dāng)單機(jī)容量不斷提升，端口轉(zhuǎn)發(fā)性能不斷得到突破后，用戶自然也會(huì)更傾向采用單機(jī)的方式去承載業(yè)務(wù)，畢竟無論是在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性，還是維護(hù)難度以及成本方面單機(jī)系統(tǒng)都具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此，未來的核心路由器發(fā)展也將會(huì)在“集群化”與“去集群化”之間不斷切換，并實(shí)現(xiàn)交替演進(jìn)與發(fā)展。

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