Коммутаторы для ЦОД cisco nexus и их развитие

Коммутаторы для ЦОД Cisco Nexus и их развитие

Сафронов Михаил Системный архитектор [email protected]

23.11.15 © 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

CISCO NX-OS: от уровня гипервизора до уровня ядра CISCO DCNM: единое управление

Надёжная, быстрая,

масштабируемая фабрика

Эффективность и управляемость

P-V-C

Мобильность нагрузок внутри и между ЦОД

Безопасная изоляция клиентов

VXLAN

Консолидация LAN+SAN

Семейство Cisco Nexus для сети ЦОД Самое полное решение в индустрии

Nexus 5000/5600

Cisco Nexus 7000/7700

Nexus 3000/3100 Nexus

2200/2300

Cisco Nexus 9000

APIC AVS ACI

Nexus 1000V

Nexus 6000

Обзор семейства продуктов Cisco Nexus для сетевой инфраструктуры ЦОД

О каких продуктах пойдет речь:

§  Nexus 9x00 §  Nexus 3x00 §  Nexus 7000/7700 §  Nexus 5600 §  Nexus 2300

23.11.15 © 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 3

Семейcтво коммутаторов Nexus 9300/9500

§  Высочайшая производительность и плотность портов, низкая стоимость за порт и энергопотребление

§  Эффективный дизайн и энергоэффективность §  Следующее поколение операционной системы NX-OS §  Поддержка коммутации L2/L3, FEX, VXLAN/EVPN §  Богатые возможности программируемости §  Два семейства коммутаторов

-  Модульные: Nexus 9500 -  Фиксированной конфигурации: Nexus 9300

§  Два режима работы -  Автономный (NX-OS) -  ACI Fabric Mode (требуется контроллер APIC)

Семейство коммутаторов Nexus 9000 Для нового поколения сетевой инфраструктуры ЦОД

Одна платформа – два режима использования

Программируемость на уровне устройства

Программируемая фабрика

NXOS Policy Controller

1/10/40G Готовность к 100G

Управление и автоматизация сети

Автоматизация по политикам, ориентированная на приложения

Nexus 9000

Характеристики Nexus 9500 На примере Nexus 9516

Высокая неблокируемая плотность портов ‒  2,048 x 1/10G ‒  576 x 40G ‒  128x100G

Низкая стоимость порта ‒  Переход от 1G к 1/10G ‒  Переход от 10G к 40G

Энергоэффективность ‒  11 W / 40 Gbps порт ‒  Источники питания «платинового» уровня – КПД 90-94%

Первое модульное шасси без бэк/мидплейна ‒  Эффективное охлаждение

Полноценная коммутация и маршрутизация ‒  L2/L3 на скорости канала ‒  Бриджинг и маршрутизация VXLAN ‒  Поддержка FEX

Высокая степень интеграции и эффективности ‒  Оптимальная буферизация ‒  Комбинация 28 nm микросхем Cisco® и 40 nm Broadcom

Best of Interop 2014 Data Center

Nexus 9500 Семейство шасси

9504 9508 9516

Высота 7 RU 13 RU 21 RU

Слотов для модулей 4 8 16

Коммутационная емкость 15 Tbps 30 Tbps 60 Tbps

Неблокируемых 10G портов, максимум 576 1,152 2,048

Неблокируемых 40G портов, максимум 144 288 576

Использование в ACI ✔ ✔ ✔

Общие -  Супервизор -  Системный контроллер -  Интерфейсные карты -  Блоки питания -  Образ NX-OS

Nexus 9504 Nexus 9508

Nexus 9516

Nexus 9500 Шасси без мидплейна

§ Эффективность питания и охлаждения – нет преград потоку воздуха

§ Надежность – меньше компонентов § Будущие расширения – скорость не ограничена мидплейном

Nexus 9500 Интерфейсные карты

Доступ 1/10G, агрегирование 10/40G, магистраль 100G в режиме NX-OS

36 портов 40G QSFP+

8 портов 100G CFP2 (CPAK через адаптер)

48 портов 10G SFP+ & 4 порта 40G QSFP+ 48 портов 1/10G-T & 4 порта 40G QSFP+ Только NFE

•  Только NX-OS •  L2/L3 коммутация •  Поддержка FEX •  VXLAN бриджинг* (будущее)

NFE + Cisco ALE •  L2/L3 коммутация •  Поддержка FEX •  VXLAN бриджинг •  Маршрутизация VXLAN •  Увеличенный буфер

Cisco ASE

•  Только в режиме ACI spine

Доступ 1/10G и агрегирование 10/40G в режиме NX-OS 48 портов 10G SFP+ & 4 порта 40G QSFP+ 48 портов 1/10G-T & 4 порта 40G QSFP+

36 портов 40G QSFP+ (1.5:1)

ACI Access Ready

40G – для работы в режиме ACI Spine 36 портов 40G QSFP+

Bi-Directional QSFP 40G-SR Передача 40G Ethernet по традиционной СКС!

Предлагается только Cisco! Ключевые параметры

§  40G QSFP+ трансивер §  Работа по одной многомодовой паре §  Поддержка до 100м на OM3 и 125 м на OM4 §  TX/RX на 2 длинах волн (в диапазоне 850 нм) по

20G на каждой Экономия

§  ~75% экономии на 2 волоконной СКС по сравнению с 12-волоконной

§  ~ 70% экономии на патч-кордах §  40G на уровне цены 10G!

TX/RX

TX/RX

2x20G

2x20G

DuplexMul0modeFiber

QSFP-BIDI

DuplexMul0modeFiber

QSFP-BIDI

Коммутаторы Nexus 9300 Возможности Nexus 9000 в фиксированном форм-факторе

•  Высокая производительность •  Низкая стоимость за порт •  Богатые функции программируемости

Модель Портов 1/10G Порты 40G/100G Высота Режим работы

96 (витая пара) 6 или 8 40G QSFP или 2 100G CFP2/CPAK(не-ACI) 3 RU NX-OS или ACI Leaf

48 (SFP или витая пара)

6 или 12 40G QSFP или 4 100G CFP2/CPAK(не-ACI) 2 RU NX-OS или ACI Leaf

96 (витая пара) 6*40G QSFP 2 RU NX-OS или ACI Leaf

48 (SFP или витая пара) 6*40G QSFP 1 RU NX-OS или ACI Leaf

- 32*40G QSFP 1 RU NX-OS или ACI Leaf

- 36*40G QSFP 2 RU Только ACI Spine

Nexus 9396TX

Nexus 9372PX

Nexus 9332PQ

Nexus 9372TX

!

!

Nexus 9396PX

Nexus 93128TX

Nexus 9336PQ

Nexus 93120TX

Nexus 9000: варианты использования Традиционные дизайны с VPC

vPC

vPC

vPC

N7K

N5K

N2K

Layer 3

Layer 2 vPC

vPC

vPC

N9500

N5000

N2000

Layer 3

Layer 2

•  Nexus 9000 полностью совместим с существующими дизайнами с использованием Nexus vPC и FEX

•  Использование Nexus 9500 открывает путь к экономичной миграции на 40G высокой плотности

+

Cisco Nexus® 2000 FEX

Cisco Nexus® 5500

Nexus 9000: варианты использования Построение распределённого коммутатора доступа

Cisco Nexus® 9300

+

Cisco Nexus® 2000 FEX

Преимущества миграции с Nexus 5500 на Nexus 9300:

•  Рост масштабируемости •  160K MAC

•  16K Routes •  44K MRoutes

•  160K IGMP Groups

•  Поддержка 40G аплинков •  Неблокируемая коммутация L3 •  Поддержка VXLAN, включая маршрутизацию

•  Низкая задержка коммутации •  Готовность к ACI

vPC

N7K

N5K

N2K

Layer 3

Layer 2

vPC

N9500

N9300

N2000

Layer 3

Layer 2

FabricPath

VXLAN

Nexus 9000: варианты использования Построение VXLAN фабрик

•  Построение фабрики с L2 и L3 транспортом на основе IP магистрали •  Nexus 9300 реализует и функции L2 VXLAN шлюза (VXLAN-VLAN), и маршрутизации VXLAN

•  Использование VXLAN/EVPN для повышения стабильности, масштабируемости и реализации распределённой маршрутизации

Cisco ACI новое поколение инфраструктуры ЦОД с использованием Nexus 9000

ACI фабрика

Программируемость, масштабируемость, открытость

App DB Web

Внешняя сеть передачи данных

QoS

ACL

QoS

LB

QoS

FW, LB

Application Policy Infrastructure

Controller

APIC

Cемейство Nexus 3000/3100/3200

Семейство коммутаторов Nexus 3000/3100/3200

•  Фиксированные коммутаторы 2 и 3 уровня с базовой функциональностью

•  Низкая стоимость •  Высокая производительность •  Низкое энергопотребление •  Единые версии ПО с Nexus 9000 (начиная с NX-OS 7.0(3)I2(1)), единый набор программных функций (в части, не зависящей от аппаратной архитектуры)


1G Fiber 40G Fiber 10G Fiber

9396PX (48x1/10G+12x40G)

9372PX (48x1/10G+6x40G)

10G Copper

9396TX (48x1/10G+6/12x40G)

93128TX (96x1/10G+6/8x40G)

9372TX (48x1/10G+6x40G)

•  Дополнительная буферизация

•  Маршрутизация VXLAN

•  Поддержка ACI

Nexus 9300

9332PQ (32x40G)

Коммутаторы Nexus 9300 и основные модели 3000/3100/3200 Общая картина по фиксированным коммутаторам Merchant/Merchant+

100G Fiber

3048TP (48x1G+4x10G)

3132Q (32x40G)

3164Q (64x40G)

3172PQ (48x1/10G+6x40G)

Nexus 3000

3172TQ (48x1/10G+6x40G)

31128PQ (96x1/10G+8x40G)

3264Q (64x40G)

3232Q (32x100G)

Коммутаторы Nexus 3000/3100/3200 Возможности NX-OS для базовых применений

Модель Портов 1G

Портов 1/10G

Порты 40G/100G

Высота

48 4 (SFP) - 1 RU

- 96 (SFP) 8*40G QSFP 2 RU

- 48 (SFP или витая пара) 6*40G QSFP 1 RU

- - 32*40G QSFP 1 RU

- - 64*40G QSFP 2 RU

- - 64*40G QSFP 2 RU

- - 32*40/100G QSFP28 1 RU

Nexus 3172PX

Nexus 3132Q

Nexus 3172TX

!

!

Nexus 31128PX

Nexus 3164Q

Nexus 3048TP-1GE

Nexus 3264Q

Nexus 3232C

Новинка: коммутаторы серии Cisco Nexus 3200, фиксированная конфигурация, интерфейсы 100G и 40G Производительность и масштабирование для MSDC и облачных ЦОД

Nexus 3232C Compact 1 RU 32 port 100G

Nexus 3264Q Compact 2 RU

64 port 40G

Энергоэффективность, 3.2 Tbps, 32p 100G QSFP28 Поддержка различных скоростей на портах:

10G/25G/40G/50G/100G Универсальность (leaf, spine)

Энергоэффективность 2.56 Tbps, 64p 40G QSFP+ Поддержка различных скоростей на портах:

10G/40G Универсальность (leaf, spine)

Развитие семейства Nexus 7000/7700

Семейство коммутаторов Nexus 7000/7700 Общая архитектура, разная масштабируемость

Интерфейсные модули

Коммутаторы Cisco Nexus 7700

Cisco Nexus® 7000 Series

Самая популярная модульная система для ЦОД в индустрии

Коммутаторы Cisco Nexus 7000

Общая ОС

Общая

Общая

Семейство Cisco Nexus 7000

Интерфейсные модули

Шасси

Управляющие модули

Модули с различной плотностью и типом портов, коммутация и маршрутизация на аппаратном уровне обычных и групповых пакетов, списки доступа ACL/классификация QoS, NetFlow.

Управляющие функции, полная изоляция уровней управления и коммутации.

Фабрики коммутации

4 варианта шасси коммутаторов

Неблокируемые фабрики коммутации с пропускной способностью до 550 Gbps (Fab2) на слот.

Эволюция интерфейсных модулей Представляем семейство модулей F3

Семейство Nexus 7700 Развитие семейства Nexus 7000

§  Оптимизированы для поддержки 40/100G §  Производительность 42+ Тбит/с на систему – ориентированы на крупнейших заказчиков

§  Поток воздуха «спереди-назад» - перфорированные передние панели

§  Общие с Nexus 7000: §  Операционная система NX-OS §  Архитектура системы §  Аппаратная и программная функциональность (F2E, F3 карты и далее)

§  Параллельное развитие Nexus 7000 и Nexus 7700

Cisco Nexus 7702 Компактный формат для небольших внедрений

Гибкость применения §  DCI решение для небольших ЦОД : Самый широкий набор

функций DCI в индустрии: OTV, LISP, MPLS, VPLS, готовность к VXLAN/EVPN

•  Компактное сервисное шасси: идеально для сервисов RISE и ITD

•  Полноценный набор функций Layer 2 и Layer 3 для маленьких внедрений

Сохранение функций и эксплуатации •  Поддержка модулей, супервизоров и БП Nexus 7700 •  Та же аппаратная архитектура •  Те же версии ПО, что и другие Nexus 7700 and 7000

•  N7700 в форм-факторе 3RU o  Один супервизор и один интерфейсный модуль для N7700

o  Два блока питания o  Нет модулей фабрики o  Front-to-Back Airflow

•  До 48 x 1/10GE или 24* x 40GE или 12 x 100GE неблокируемых портов

* С использованием breakout кабелей может быть получено 76p 10GE + 5p 40GE портов

Развитие Nexus 7700 Модули F3: максимальная функциональность и эффективность

Nexus 7700 F3 12-port 100G Module

N77-F312CK-26


N77-F324FQ-25


N77-F348XP-23

Богатство применений в единой высокопроизводительной карте Коммутация L2 и L3 •  Базовые функции и масштабирование FEX •  Распределённый коммутатор

FabricPath и DFA •  Сетевые фабрики и управление

OTV, LISP и VXLAN •  Аппаратные оверлеи и сетевая виртуализация

MPLS (L2 и L3 VPN) •  Внедрение MPLS с высокой плотностью портов

FCoE •  Конвергентный коммутатор класса «директор»

Nexus 7700

Развитие семейства Nexus 5000

Семейство Nexus 5600

30

10G

\40G

Fabric Innovations

VXLAN

Программируемость

Аналитика

Масштабируемость (буферы/таблицы) Плотность портов

Консолидация LAN/SAN FabricPath

Поддержка FEX

Nexus 5010/ 5020

Nexus 5500

Универсальные порты

Nexus 5600 Плотность 10G Гибкость 10/40G

100G аплинки VXLAN

Масштабиру-емость

CU

STO

MER

VA

LUE

CIS

CO

INN

OVA

TIO

N

Nexus 56128P Высота 2RU

До 96 портов 1/10G Ethernet/FCoE + 8 портов 40G Ethernet/FCoE

Универсальные порты 1/10GE / 2/4/8G FC на модулях

Nexus 5672UP Высота 1RU

48 портов 1/10G Ethernet (из них 16 универсальных портов 1/10GE / 2/4/8G FC)

6 портов 40G QSFP+

Модели Nexus 5672/56128

Семейство Cisco Nexus 5600 Развитие Nexus 5500

Производительность Масштабируемость Богатство функций Мониторинг и аналитика

•  Неблокируемая коммутация L2 и L3 со всеми функциями и размерами пакетов

•  Задержка коммутации ~1 мкс для L2 и L3

•  До 40G на поток •  Поддержка 40G FCoE •  Cut-through коммутация для 40 и 10 GE

•  Буфер 25 MB на блок из 3 QSFP портов

•  SPAN на скорости канала

•  Sampled NetFlow

•  Мониторинг буфера и micro-burst

•  Мониторинг задержки

•  SPAN «по условиям» - при потере пакетов, при высокой задержке

•  L2 и L3 функции •  Поддержка VXLAN •  Поддержка всех FEX, до

48 в L2/L3 режиме (первоначально)

•  vPC, FabricPath •  Adapter-FEX/VM-FEX •  QoS •  VRF-Lite

•  До 256,000 MAC & ARP •  32,000 IPv4 префиксов •  16,000 bridge domains •  31 SPAN сессий

Модель

Форм-фактор 1RU 2RU 1RU 4RU

Конфигурация 48*10G SFP+ и 6*40G QSFP+

До 96*10G SFP+ + 8*40G QSFP+ До 24*40G QSFP+ До 96*40G QSFP+

База 48*10G SFP+ и 6*40G QSFP+

48*10G SFP+ + 4*40G QSFP 12*40G QSFP+ 0

Модули расширения -

2 слота: 24*10G SFP+ (UP/8G)

+ 2*40G QSFP

1 слот: 12*40G QSFP+

8 слотов: 12*40G QSFP+,

20*10G SFP+ (UP/8G), 4*100G CXP

Универсальные порты Да Да Будущее Да

Nexus 56128P Nexus 5672UP

Семейство Nexus 5600 Высокая плотность и функциональность

Nexus 5696Q Nexus 5624Q

New New

Развитие семейства Nexus 2000

Модульное шасси Фиксированный бэкплейн

Единая точка управления

Распределенное модульное шасси C виртуальными интерфейсными картами Nexus 2000

= Выносные линейные карты

Супервизоры и фабрика коммутации

Распределенное модульное шасси 10/40GE-бэкплейн


Nexus 7x00, 5x00, 9x00

Nexus 2000

Nexus 2232PP 32 серверных портов 1/10GE SFP/SFP+

8 uplink портов 10GE SFP+

Nexus 2248TP-E 48 серверных портов 100/1000 UTP

4 uplink порта 10GE SFP+

Nexus 2224TP 24 серверных порта 100/1000 UTP

2 uplink порта 10GE SFP+

Nexus 2232TM-E 32 серверных порта 1/10GBASE-T

8 uplink портов 10GE SFP+

Nexus 2248PQ 48 серверных портов 1/10G SFP+

4 uplink порта QSFP+

B22HP / B22F / B22DELL / B22IBM Функциональность FEX внутри

блейд-шасси HP / Fujitsu / Dell / IBM

Семейство Cisco Nexus 2000 Выносные линейные карты 2 поколения

Новое поколение виртуальных интерфейсных карт (Fabric Extender) Семейство Nexus 2300

Nexus 2300

Десятки миллионов портов

15,000+ заказчиков

Сотни тысяч шасси

Nexus 2000

Универсальные порты*

«Честные» 40G аплинки – поддержка BiDi

Расширенные буферы

Больше портов и аплинков


Масштаби-рование Гибкость FCoE

QOS, безопасность, аналитика

Nexus 2200

Nexus 2300

*Планируется, с будущими версиями ПО

Задняя

панель

Передняя

панель

Резервируемые вентиляторы

Семейство Nexus 2300 Nexus 2348UPQ

•  48 портов 1/10G SFP+ с поддержкой режимов Unified Port •  Традиционный Ethernet или FCoE •  48 универсальных* портов 2/4/8G FC или 24 в режиме 16G FC. •  32M буфер со сниженной переподпиской 2:1 •  Материнский коммутатор – 5k, 6k; 9k,7k

Резервируемые БП AC/DC

•  6 портов 40G QSFP+ •  Поддержка BiDi •  4 порта могут использоваться как порты доступа

•  Поддержка режимов 4x10G or 40G

Выбор направления обдува

*Не все функции поддерживаются текущей версией NX-OS

Задняя

панель

Резервируемые вентиляторы

Резервируемые БП AC/DC

•  48 портов 100M/1/10GT •  Традиционный Ethernet или FCoE •  32M буфер со сниженной переподпиской 2:1 •  Материнский коммутатор – 5k, 6k; 9k,7k

Семейство Nexus 2300 Nexus 2348TQ

Передняя

панель

Выбор направления обдува

•  6 портов 40G QSFP+ •  Поддержка BiDi •  4 порта могут использоваться как порты досутпа

•  Поддержка режимов 4x10G or 40G

Материнские системы И масштабирование FEX

+ 16 -

64

FEX

«Материнский коммутатор» Cisco Nexus® 2000 FEX

Более 3000 портов на единую точку управления

Nexus 5500

Nexus 5600

Nexus 6004/ 5696

Nexus 7000 SUP2

Nexus 7X00 SUP2E

Nexus 9300

Nexus 9500

L3 16 24 24 32 64 16 32 L2 24 24 48 32 64 16 32

Как выбрать линейку коммутаторов ?


Семейство 5600 7000/7700 9300 9500 3000

Коммутация L2/L3 + + + + + 10G, 40G + + + + +

100G + (5696Q) + + (9396/93128) + + (3232C)

FEX + + + + -

Часть ACI фабрики - - + + -

FabricPath + + - - -

OTV, MPLS, LISP - + - - -

FCoE + + - - -

FC + - - - -

VXLAN L2/L3 L2/L3 L2/L3 L2/L3 L2

Коммутаторы для ЦОД cisco nexus и их развитие

Technology