超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)CloudFabric3.0新以太釋放新算力

工業(yè)時(shí)代，香港服務(wù)器租用，電力是機(jī)械文明的基石,而邁入數(shù)字時(shí)代的今天,算力正在成為智能世界的底座。數(shù)據(jù)通過(guò)多場(chǎng)景聯(lián)接匯聚到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析和應(yīng)用,驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與商業(yè)模式創(chuàng)新。作為承載數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、計(jì)算的唯一載體,數(shù)據(jù)中心貫穿了數(shù)據(jù)從生產(chǎn)要素到商業(yè)價(jià)值轉(zhuǎn)換的全流程。數(shù)據(jù)中心算力成為新的生產(chǎn)力,數(shù)據(jù)中心量綱從原有的資源規(guī)模向算力規(guī)模轉(zhuǎn)變。

算力的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)流通與處理效率,融合是必然訴求

數(shù)據(jù)中心算力是服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后實(shí)現(xiàn)結(jié)果輸出的能力,是計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)三大資源協(xié)同能力的綜合衡量指標(biāo)。作為聯(lián)接數(shù)據(jù)中心各類(lèi)資源的大動(dòng)脈,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)承載著保障數(shù)據(jù)高效流通的職責(zé)。

根據(jù)聯(lián)接資源的不同,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)分為:1、通用計(jì)算網(wǎng)絡(luò):與外部用戶(hù)終端對(duì)接提供服務(wù);2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò):聯(lián)接存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),支撐數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、讀寫(xiě)與備份;3、高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò):聯(lián)接CPU/GPU服務(wù)器,支撐高性能計(jì)算或AI訓(xùn)練。

在數(shù)據(jù)流通和處理過(guò)程中，這三張網(wǎng)絡(luò)需要深度協(xié)作,保證算力的大化釋放。通用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)普遍采用開(kāi)放的以太協(xié)議,而傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)區(qū)以及高性能計(jì)算區(qū)則較多采用封閉的Fibre Channel(FC)以及InfiniBand專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)。三套網(wǎng)絡(luò)協(xié)議各異、架構(gòu)割裂,給數(shù)據(jù)跨節(jié)點(diǎn)和資源流通帶來(lái)阻礙。融合成為算力提升的必然要求。

三大變革驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)全以太化,帶來(lái)融合契機(jī)

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于云應(yīng)用、計(jì)算資源與存儲(chǔ)資源。三大服務(wù)對(duì)象的變革正在驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)向以太化演進(jìn):

云化升級(jí):云化加速浪潮之下,企業(yè)IT架構(gòu)從本地集中式向云端分布式、甚至多云分布式演進(jìn)。開(kāi)放以太架構(gòu)天然可被云靈活調(diào)用,具備良好的互通性、彈性、敏捷性以及多租戶(hù)安全能力,已經(jīng)成為通用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的壓倒性協(xié)議。

存儲(chǔ)全閃存化:隨著機(jī)械硬盤(pán)向全閃存升級(jí),存儲(chǔ)介質(zhì)的讀寫(xiě)性能提升了百倍。傳統(tǒng)FC最高32G/64G帶寬,不滿(mǎn)足全閃存高吞吐的需求,帶寬高達(dá)400GE的以太網(wǎng)成為新一代存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

計(jì)算單元去PCIe:業(yè)界CPU/GPU廠商正在通過(guò)去PCIe總線(xiàn)突破總線(xiàn)的速率瓶頸,直接出以太口來(lái)提供更高算力。

在三大變革的驅(qū)動(dòng)下,以太化正在向縱深推進(jìn)。全球HPC TOP500統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,2016年起以太已經(jīng)超越IB成為主流。2019年,計(jì)算機(jī)行業(yè)巨頭Intel放棄了源于InfiniBand的Omni-Path高速互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù),繼而在2021年推出了面向HPC場(chǎng)景的以太網(wǎng)交換機(jī),同時(shí)HPC套件針對(duì)RoCE進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。隨著全以太化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,相關(guān)測(cè)試規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái),融合時(shí)間窗正式開(kāi)啟。

融合之路并非坦途,全以太化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)面臨三大挑戰(zhàn)

雖然業(yè)界普遍看好全以太化的趨勢(shì),但要實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)性能過(guò)硬到管理配套成熟并非易事。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)全以太化面臨三大挑戰(zhàn):

網(wǎng)絡(luò)丟包挑戰(zhàn):以太網(wǎng)天然有丟包,無(wú)法滿(mǎn)足通信密集型HPC、高端存儲(chǔ)等場(chǎng)景下極端性能要求。

管理效率挑戰(zhàn):近年來(lái)全球數(shù)據(jù)中心普遍采用集約化規(guī)?；慕ㄔO(shè)原則,中小型數(shù)據(jù)中心被大型、超大型數(shù)據(jù)中心替代。隨著管理規(guī)模的擴(kuò)張,傳統(tǒng)分散的多工具多平臺(tái)的管理模式成為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的效率瓶頸。

多云多場(chǎng)景挑戰(zhàn):一方面,為了滿(mǎn)足核心業(yè)務(wù)穩(wěn)定的同時(shí)快速響應(yīng)變化,企業(yè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施通常使用公有云-敏態(tài)業(yè)務(wù)與私有云-穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)雙架構(gòu);另一方面,業(yè)務(wù)場(chǎng)景極大豐富,不僅行業(yè)間網(wǎng)絡(luò)需求迥異,同一行業(yè)內(nèi)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景下也有較大的不同。復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性和服務(wù)化能力提出更高的要求。

華為超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)CloudFabric3.0,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)三層融合

為應(yīng)對(duì)全以太化網(wǎng)絡(luò)三大挑戰(zhàn),華為推出超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)CloudFabric3.0方案,核心部件包括CloudEngine數(shù)據(jù)中心交換機(jī)與iMaster NCE網(wǎng)絡(luò)智能管控系統(tǒng)?；谌龑尤诤霞軜?gòu),CloudFabric 3.0可大化保障數(shù)據(jù)的流通和處理效率,充分釋放數(shù)據(jù)中心算力:

全無(wú)損以太架構(gòu):三張網(wǎng)統(tǒng)一為0丟包以太網(wǎng)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)流量承載融合,打破異構(gòu)協(xié)議限制;

全生命周期自動(dòng)管理:實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管控析融合,打破多工具多平臺(tái)管理數(shù)據(jù)割裂的限制;

全場(chǎng)景服務(wù)化能力:實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)場(chǎng)景融合,打破跨區(qū)域跨場(chǎng)景算力割裂的限制。

全以太HPC網(wǎng)絡(luò),100%釋放算力

傳統(tǒng)以太網(wǎng)丟包帶來(lái)性能瓶頸,0.1%的丟包會(huì)導(dǎo)致50%的算力損失。40多年來(lái)業(yè)界專(zhuān)家探索了很多路徑解決以太網(wǎng)丟包,但無(wú)一例外都失敗了:有通過(guò)流控反壓來(lái)控制流量發(fā)送速度,但粗暴的反壓機(jī)制會(huì)頻繁停發(fā)報(bào)文,導(dǎo)致吞吐量極低;在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用流量越來(lái)越復(fù)雜的今天,控速時(shí)機(jī)也很難把握。華為創(chuàng)造性地將智能無(wú)損算法iLossless-DCN引入到網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接中來(lái),用算法代替專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控速,保證網(wǎng)絡(luò)0丟包,實(shí)現(xiàn)規(guī)模不變,算力翻番。

全以太存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),存儲(chǔ)性能提升87%

當(dāng)前題目：超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)CloudFabric3.0新以太釋放新算力
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