2018/04/27

软件定义 | Big Switch Networks + 戴尔：全方位解读Big Cloud Fabric

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引言

基于戴尔开放式网络以太网交换机，美国ESG实验室对Big Switch Networks的Big Cloud Fabric（BCF）进行了实际操作测试，重点验证了BCF以应用程序为中心的网络设计是否能够为VMware和OpenStack数据中心环境带来自动化、弹性扩展和简洁性的效果。

除此之外，本文也探讨了BCF的可扩展性、性能以及通过减少运营支出而实现成本节省的可能性。

挑战

根据ESG最新的一份调查，有39%的受访者指出网络管理是他们在2015年最为重要的网络基础架构投资之一，其他方面的重点投资包括升级数据中心核心网络(34%)、网络分析(28%)。由于服务器、应用程序和桌面虚拟化已经无处不在，对网络基础架构管理带来了越来越大的挑战。在极富弹性的虚拟化世界中，由于配置工作的持续动态性，造成网络管理员难以为应用程序和用户提供适当的服务。随着网络为了容纳私有云和公共云基础架构而不断扩展，这一问题更是雪上加霜。

传统数据中心网络拓扑基于机箱式核心交换机和独立架顶式分配交换机而构建，可能会给数据中心网络的各个环节（从部署到持续管理）带来不必要的复杂性和困难。现代数据中心采用极富弹性的虚拟化基础架构，给IT部门带来了多种网络挑战。使用传统网络设备和工具来构建并管理现代数据中心拓扑会相当困难，因为这些工具是为相对静态的物理基础架构而设计的。

解决方案：

Big Cloud Fabric

BigSwitch Cloud Fabric是一种经过特别设计的网络结构，支持物理及虚拟工作负载，允许自由选择协调软件，提供二层交换、三层路由以及4--7层服务插入与链合功能。体系架构如下图所示：

其体系架构采用分支--主干拓扑结构。主干层相当于机箱式交换机或路由器的背板；而分支层则相当于机箱式路由器以及所有聚合交换机和边缘交换机中的线卡组合，每个物理分支交换机和主干交换机相连接。BCF控制器的高可用性相当于核心路由器或机箱式交换机的管理卡，负责管理所有的BCF组件。除此之外，BCF控制器集群在标准服务器上运行，负责交换机的控制、管理和策略。

面向企业级数据中心，BCF采用超大规模数据中心网络的设计原则。数据中心的主要获益包括：集中管理、简化多租户配置、基于软硬件分离的SDN、云管理平台集成、横向扩展和弹性、适障性以及工作流自动化和集成等。

Big Cloud Fabric利用戴尔的开放式网络以太网交换机，提供来自单一供应商的全面交换机配置组合，从而简化获取、安装和支持。所有戴尔开放式网络交换机的高度均为一个机架单位，专为具有热插拔冗余电源和系统风扇的企业而设计。表1详细列出了每台交换机的不同端口组合。

ESG实验室测试

针对上述特性，ESG实验室对Big Cloud Fabric进行了实际操作测试，目标是验证这种以应用程序为中心的全新网络结构的敏捷性与简洁性程度如何。

BCF配置和基本操作

Big Switch Fabric提供的界面中，操作简单，显示直观。如下图所示，控制器的GUI显示了网络的拓扑结构：

测试意义：IT经理、高级主管及相关业务人员不断寻找方法来提高资源效率和ROI。由于现代云计算、虚拟化技术的推行，企业缺乏具备适当技能的专业人员，令上述需求进一步升级为挑战。

测试结果：ESG实验室证实，Big Cloud Fabric只需几次点击操作，即可在15分钟内从裸机硬件转变为功能完备的企业数据中心网络结构。其GUI和深度分析十分直观、易用，可以使我们快速了解逻辑及物理网络拓扑，并快速调整系统以实现最佳性能。通过将所有网络硬件都聚合到单一管理域内，BCF简化了IT基础架构和人员的工作负担。

部署应用程序——

逻辑租户、网段和路由器

Big Cloud Fabric采用基于租户、逻辑网段和逻辑路由器概念的逻辑抽象，可简化网络结构配置和维护。如图所示：

测试意义：在实施逻辑网络设计方面，网络架构师面临巨大的挑战。手动处理不仅消耗大量的时间和精力，需要深入的专业知识，而且每个物理机器都需要单独配置。如果BCF能成功部署应用程序，在逻辑租户、网段和路由器方面将给数据中心带来巨大获益。

测试结果：ESG实验室证实，BCF可以将租户、逻辑网段和逻辑路由器的逻辑抽象自动转换为正确优化的配置，并应用至网络结构中所有受影响的分支和主干交换机。系统会自动应用配置更改，从而消除传统网络结构环境那种逐机、费时且易出错的处理过程。

可编程与自动化

Big Cloud Fabric控制器提供标准的REST API来进行系统管理。所有Big Cloud Fabric操作（安装、配置和升级），无论通过GUI、命令行界面(CLI)还是自动化脚本来执行，都会通过标准的REST API发送到控制器，如图所示：

测试意义：虚拟化和云管理平台非常依赖自动化，借此来减少管理工作负载，实现现代自助服务式IT基础架构。随着网络和数据中心环境的规模和复杂性不断增加，自动化变得越来越关键。然而，IT人员面临着一个挑战——像管理环境的其他部分一样，对网络基础架构的管理也同样能实现简洁性和高效率水平。

测试结果：BCF直接与VMware vSphere和NSX、CloudStack以及OpenStack集成，使管理员能够将网络结构从物理结构扩展至虚拟结构，并简化配置和管理。通过自动化，可以实现进一步的集成：所有BCF管理功能全部可通过REST API来访问。

使用Chaos Monkey方法证明了BCF的适障性，在时长7分钟的测试中，总计引入超过640次组件故障，性能未受到任何影响。利用冗余性，整个网络结构软件可以通过一条命令来升级，无需中断正常运行。通过将适障性、自动化和集成融入到云管理平台中，BCF降低了IT基础架构和员工所承受的负担。

为了构建能够响应高度虚拟化数据中心、公共云和私有云业务需求的网络，组织面临着挑战。在此情况下，Big Switch Networks提供的Big Cloud Fabric与戴尔开放式网络交换机相结合，可以提供一种简单、可扩展、富有弹性且高度可用的网络，不仅对传统机箱式核心交换机和传统数据中心拓扑来说是可行的替代方案，甚至可能比传统方案更为出色。

以上简单介绍了EGS对BCF的配置与基本操作、应用程序部署、可编程与自动化方面的测试结果，更多详细的测试内容、方法、结果请参见PDF文档。

ESG(www.enterprisestrategygroup.com)，作为全球十大研究和分析咨询公司之一，一直为技术厂商、IT专业人士和机构投资者提供数据中心技术和业务发展方面的战略指导。并且，还为整个产业链的所有环节都提供了专业的调研，以确保用户做出其最为正确的选择。

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