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Cisco Nexus 6001 數據中心交換機 更新日期:2013/12/3

Nexus 6001介紹

思科現在發布的 Nexus 6001是思科統一數據中心架構的重要組織部分,在1RU的高度內實現了高密度40G10G的交換機產品,最多支持440G4810G以太網(包括FCoE)端口。該平臺產品基于思科的專用 ASIC技術,實現了非常低的轉發延遲,端口到端口轉發時延在1us左右。思科Nexus6001硬件的功能承載能力非常強大,支持 Layer 2, Layer 3, Cisco? FabricPath, IETF TRIll), NAT, tunneling, sampled Netflow, FCoE 等一系列構建高可擴展以及高可用網絡的關鍵技術。此外Cisco Nexus 6001 還提供了實時分析以及歷史數據流監控等高級功能.

Cisco Nexus 6001 如下圖所示 (Figure 1):

Figure 1 Cisco Nexus 6001 Switch

 

Cisco Nexus 6001 概述

Cisco Nexus 60011RU的數據中心以太網交換機,支持低時延轉發,總體轉發容量在1。28Tbp,左右,設備支持 QSFP以及SFP+模塊。Nexus6001支持熱插拔的冗余電源,同時支持可以熱插拔的冗余散熱風扇模塊。所有的端口都在交換機的后端,這樣可以簡化機房的布線和散熱,目前Nexus 6000支持前后送風,或者反方向的后向前送風。

Figure 2 Cisco Nexus 6001 后向面板

Figure 3 Cisco Nexus 6001 前面板

Cisco Nexus 6001 的功能與特點

Cisco Nexus 6000 產品系列是數據中心交換機的新一代產品,專門針對40G10G以太網進行了相應的優化,體積精巧,并支持豐富的功能集合,可以支持下一代數據中心建設并未企業的IT部署提供了更豐富的選。

平臺的性能與擴展性

高密度與高可用性: Cisco Nexus 60011RU空間里面提供高密度40G10G端口的設備,最高支持440G4810G端口,同時提供靈活的制冷和布線支持.

高性能的無阻塞限速轉發:Cisco Nexus 6001 能夠實現二層與三層的單播和組播的全限速轉發,在40G10G端口速率下,任何標準數據幀都能夠限速轉發,總體轉發容量達到 1.28 Tbps

低時延轉發:Cisco nexus6001專用的交換芯片支持直通轉發模式,可以實現任意標準數據幀的端口到端口轉發時延小于等于1微妙,同時低時延轉發模式下依然能夠支持訪問控制列表以及QoS等關鍵功能, Cisco Nexus 6001是針對高性能計算以及高頻交易環境下最佳選擇.

大緩存技術:目前很多企業應用都會出現數據流量的突發以及異常頻繁的微突發流量,尤其是在Hadoop, MapReduce, HDFS 等新一代數據處理技術的場景下,所以大多數應用都對交換機的緩存提出了相應的要求,但是如何在緩存和時延之間謀求針對不同應用的最佳平衡則要設計轉發芯片設計以及緩存技術優化等多個方面 Cisco Nexus 6001的專用轉發芯片技術提供了每3QSFP 端口組或者每12QSFP 端口組共享25M緩存的顆粒度,即能保證無突發環境下的低時延,同時還能保證高突發情況下,保證通信報文的不丟失。Cisco Nexus 6001允許在擁塞發生時,動態分配和確定緩存大小。

線速的 SPAN ERSPAN: 交換端口分析 (SPAN)以及附帶封裝交換端口分析 (ERSPAN)能夠實現將交換端口的通信流量轉發到本地鏡像端口或者遠程鏡像端口,來協助實現對所有通信的進出流量的監控與分析,便于網絡的管理與監控, Nexus 6001 提供額外背板交換容量來支持線速的 31 SPAN會話或者16 ERSPAN會話。

增強型的高效數據流哈西算法: Cisco Nexus 6001 支持多函數數據流哈西算法,可以提升網絡上多路徑技術的使用效率,最高支持 1024路等價多路徑計算.

擁塞控制: 擁塞控制是網絡交換技術中的重要部分,隨著數據流量的加大以及數據源的多變,擁塞控制已經成為現代網絡交換技術中異常關鍵的組成部分 Cisco Nexus 6001 提供全面的擁塞控制技術來減少網絡的擁塞,從而提升網絡的整體性能,Nexus6001支持下列擁塞控制技術

虛擬輸出隊列(Virtual output queues: Cisco Nexus 6001 支持在所有端口上的 virtual output queues (VOQs) 實現, 可以基于標準的 IEEE 802。1p 分類技術對流量的交換進行控制,目前 Cisco Nexus 6001 最高支持 3072 入方向虛擬隊列此外還可以提供 8,192 額外的虛擬隊列來支持組播空能,同時支持 32 SPAN的虛擬隊列

獨立的出方向單播和組播隊列:傳統的交換機支持8個出方向的虛擬隊列,而 Cisco Nexus 6001針對單播和組播通行分別提供了8個出方向的虛擬隊列從而大大增強了設備控制復雜網絡通信的能力,此外用戶還可以同配置命令,把這16個隊列靈活低分配給不同的通信場景。

平臺通用技術實現

Cisco FabricPath and TRILL: Cisco Nexus 6001 在二層網絡多路徑轉發技術方面支持,Cisco獨有的 FabricPath 以及業界標準的 TRILL技術

Cisco FEX 技術: 作為Cisco統一交換網絡的產品序列里的新成員,Cisco Nexus6001支持遠程擴展板卡以及遠程虛擬擴展板卡技術,并兼容業界標準的 IEEE 802.1BR擴展技術,Nexus 6001支持下列擴展板卡選項:

Cisco Nexus 2000 系列擴展板卡Nexus 2000系列物理擴展板卡

Cisco Adapter FEX: 兼容第三方服務器的虛擬網卡擴展板卡

Cisco VM FEX: 高興的虛擬服務器虛擬網卡擴展板卡

以太網光纖通道技術Fibre Chanel over Ethernet (FCoE): 光纖通道網絡是企業關鍵應用的組成部分,可以實現在以太網介質上傳輸光纖通道數據,Nexus6000是目前唯一能在40G以太網上傳輸光纖通道數據的設備

精準擁塞通告技術Explicit congestion notification (ECN): ECN TCPIP RFC 3168的擴展,可以實現端到端的網絡擁塞控制,從而實現從數據發送方到接收方的完整網絡擁塞管理,從而保證網絡的整體性能.

IEEE 1588精準時間協議 Precision Time Protocol (PTP): 傳統的網絡時間協議只能實現毫秒級別的時間定義與差分,隨著網絡速度的提升對時間協議的要求也越來越高 Cisco Nexus 6001 支持的PTP協議可以實現微級別時間差分.

數據流優先控制Priority Flow Control (PFC): 針對網絡中不同數據以及應用的由縣級別對數據幀的轉發進行優先級區分,從而保證關鍵應用能獲得更高的優先資源

平臺分析功能介紹

微突發監控:網絡中的微突發數據流量因為間隔時間短,而無法監控,但是微突發嚴重影響網絡的質量,但是微突發的過程與嚴重型是無法可見的,Nexus 6001借助專用的交換芯片實現了對網絡中微突發流量的監控

交換時延監控:基于 IEEE 1588 精準時間協議的實現,Nexus6001在硬件層面實現了對交換機轉發時延的監控,并對轉發時延的大小進行相應的紀錄

Cisco Nexus 6001 架構

Cisco Nexus 6001的控制層面運行了 Cisco NX-OS操作系統,采用了四核心的2.0-GHz Gladden Series 并支持8GB大小的DRAM. 控制引擎支持 1G速率帶內管理或者 10/100/1000-Mbps的帶外管理。

1 Cisco Nexus 6001控制通道組件

組件

規格

CPU

4核 2-GHz Intel Gladden

DRAM

8 GB DDR3 內存,安置于4個DIMM插槽

Boot/BIOS閃存

8 GB  用于存儲可升級和高級版本的鏡像文件(BIOS和bootloader)

板載故障日志(OBFL)

64 MB 閃存用于存儲硬件相關的故障和重置原因

NVRAM

6 MB SRAM用于儲存系統日志和許可信息

管理端口

RS-232 Console端口

10/100/1000BASE-T 管理端口

USB口

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