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IDF课程预览:万兆以太网为云计算铺路

        【IT168 专稿】2012英特尔信息技术峰会(Intel Developer Forum,IDF),将于4月11日和12日在北京国家会议中心拉开帷幕,作为IT业年度的重要会议之一,每一年,IDF都吸引着大批的听众与参观者。对于IDF来说,其最大的特色就在于,无论与会者是否了解技术细节,都能够感受到智能生活的魅力,切身体验IT技术所描绘的未来。今年的英特尔IDF大会网络方面的核心话题无疑是万兆位以太网。


▲ 北京IDF技术课程专题

  云计算驱动万兆以太网普及

  如今的数据中心都在朝着云计算中心转型,而这一过程中不可避免的会用虚拟化技术进行资源整合。从灵活调配的角度来看,只有整个数据中心运行在虚拟资源池之上,才有可能实现计算资源的快速部署和根据业务负载调动相关资源。

  目前绝大多数数据中心仍然使用千兆以太网作为交换传输链路,在虚拟化整合之后,面临着大量的虚拟机在通讯链路中造成的拥塞和瓶颈。新的业务需求,如视频流、语音等多媒体应用也给网络带来巨大的压力,在企业由传统数据中心向云计算发展的过程中必然会造成瓶颈。

  2002年Intel成为第一家推出万兆网卡的厂商,但是当时10GbE 应用的增长还只集中在那些需要最高可用带宽的细分市场中。随着万兆以太网进入市场,许多国内外网络设备厂商纷纷推出了万兆以太网设备,如北电网络发布的Passport 8600万兆交换机,华为3Com的Quidway S8500系列万兆交换机等。一时间,万兆级核心以太网设备蜂拥而出,大大提高了以太网的传输速率和覆盖范围。

  2006年面向万兆以太网的10GBase-T标准的确立,则进一步推动了6类线或更好的铜缆双绞线连接方式的普及。同时,万兆以太网交换机、服务器网卡以及相关基础设施产品的推广应用,万兆以太网性能的魅力进一步彰显。

  2011年起,万兆以太网的出货量开始大幅度上升,IDC预计到2013年万兆以太网出货量会首次超过千兆网。就万兆以太网的传输介质而言,一方面延续了过去千兆以太网的通讯标准和接口,另一方面在提供10倍于过去的传输带宽的同时,也提供了诸多面向虚拟机的传输特性。

 

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 消除虚拟化性能瓶颈

  英特尔早在2004年就推出了用于服务器的万兆以太网网卡,解决了以前使万兆以太网服务器连接无法在数据中心进行大规模部署的成本和技术障碍。而到了2011年初,英特尔正式推出了开放式光纤通道以太网(Open FCoE)技术。英特尔预测2011年万兆端口的使用量将突破500万,这将有效压低万兆端口价格,到2012年它就能降到500美元以下。随着千兆网络在服务器连接中所占份额的降低,万兆的份额正在不断攀升。

  英特尔拥有丰富的万兆以太网产品可以提供相关特性支持和超高带宽。英特尔万兆以太网产品普遍支持RSS特性、VMDq、VMDc等技术,从而为虚拟化环境下的网络传输带来极大便利。

  RSS(Receive Side Scaling,接收方扩展)技术主要面向多核心处理器,对于虚拟机而言,具备多个RSS队列的网卡,可以将不同的虚拟机的网络连接独立分成不同的队列,进而分别发送到不同的CPU核心上进行处理,从而将负荷分散,充分利用多核处理器的能力。一般的万兆网卡可以支持8个~16个队列,而英特尔的优异产品还可以支持16~32个通讯队列。

  相对的,VMDq技术可以让每一个虚拟机都分配到独有的硬件发送接收队列,从而降低了VMM虚拟化软件所需要的网络处理损耗;VMDc技术则进一步让网卡直接提供多个Virtual Function,每个Virtual Function都具有独立的网卡资源,虚拟机可以直接访问、控制,从而大为提升虚拟化效率。

  Intel于3月正式发布了型号为X540的以太网控制器。作为业界首个全整合方案万兆网络芯片,X540的单芯方案可进一步节省空间和能耗,可适用于板载方案及独立网卡方案。此外,Intel X540还可向下兼容10M/100M/1000M网络。

  与其他Intel万兆网络产品相同,Intel X540提供高级I/O虚拟化,支持iSCSI(Internet Small Computer System Interface)和FCoE(Fibre Channel over Ethernet)功能;和前日发布的Sandy Bridge-EP架构Xeon E5系列产品是非常好的搭档,可从E5平台的强大I/O中获益。


▲ X540 10GbE网络解决方案


▲  采用X540的独立网卡

  万兆网技术消除计算瓶颈

  在摩尔定律的推动下,处理器的性能正以指数级的速度提升,与之相匹配的周边IO设备则显得有些捉襟见肘。数据中心迈向云计算不可避免的需要在虚拟化资源池方面消除可能的瓶颈。存储方面,英特尔SSD为代表的固态硬盘存储介质正在数据中心里发挥越来越大的作用,网络领域,推动万兆以太网普及则是英特尔整体云计算战略中的重要一块拼图。

  除了对虚拟化的支持,英特尔网络产品对于数据中心统一网络也有很大的促进作用。通过Open FCoE技术,英特尔万兆以太网允许存储设备可以用原来的FC协议在万兆以太网物理介质中通讯。这进一步简化了数据中心的网络复杂度,使其管理和业务交付模式进一步向企业云计算的方向靠拢。

  总的来说,使用万兆产品,企业可以通过简化服务器网卡和相关网络设备以达到提升带宽,降低延迟和提升可靠性的目的,以替代多千兆网卡汇聚。英特尔表示选择万兆产品,可使数据中心里每机架功耗降低45%、网络线缆和交换机的接口减少80%、企业花费在数据中心基础设施上的成本降低15%,并使每个服务器的联网带宽提升达2倍。而迁移至简化的统一网络,IT部门的基础设施成本和功耗还将大幅降低。

  目前在国内万兆网技术主要集中在五大应用领域:超级计算中心、数据中心和互联网交换中心、企业网和校园网、存储网络和城域宽带等领域,而Intel 10GB解决方案又极大地得到了市场的认同。例如Intel万兆以太网设备提供线速的交换性能,可充分满足超级计算中心服务器机群内部高性能网络互连的要求,也满足不同地方的服务器机群之间的连接,是构建超级计算机和超算中心的关键设备之一。在服务器群的分布层和核心层采用万兆以太网技术,就可更加平稳地实现数据传播需求。

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  IDF万兆以太网相关课程推荐

  今年的IDF大会上,英特尔公司将分享关于万兆位以太网的最新技术,具体包括探索面向万兆位以太网网络基础设施、基于全新英特尔至强处理器E5的平台优化, 在基于英特尔至强处理器E5的服务器上部署万兆位以太网;在虚拟化和云环境中发挥万兆位以太网最大优势的案例研究与部署模式, 采用 PCI-SIG单根 I/O 虚拟化与共享规范(SR-IOV)的端口分区和服务质量(QoS)使用模式及相关案例。

  时间:4月12日, 13:10,

  地点:301AB

  主题:网络的转型:架构创新的起点

  课程说明:智能化管理将主宰未来数十亿的智能互联终端通,这为我们的未来的通信基础设施创造了一个黄金机会,这一切都基于标准的平台开始。高性能与高集成度的英特尔架构平台,巩固了控制,应用面,数据平面与信号处理的通信负载集成在一个平台上。欢迎来参加这创意无限的课程,从英特尔技术专家,你可以学习如何利用我们的多核架构和新的软件开发工具包,在您的下一代网络转型解决方案提供了前所未有的多功能性价值提升。

  本专题您将能听到英特尔有关网络转型趋势的看法,基于英特尔架构的通信负载集成,数据面开发套件演变,基于英特尔架构的无线基础设施的演变,媒体处理与网络虚拟化的相关话题。

  时间:4月12日, 14:15

  地点:309A

  主题:探索面向万兆位以太网网络基础设施、基于全新英特尔至强处理器 E5 的平台优化

  课程说明:本课程探索了能够提升万兆位以太网网络基础设施带宽和工作负载响应速度的全新英特尔至强E5平台优化。

  涉及的主题包括:基于英特尔至强处理器E5的服务器中面向英特尔以太网的平台优化;从 1Gb 向10Gb主板集成局域网(LOM)的迁移;在基于英特尔至强处理器E5的服务器上部署万兆位以太网;Expedient Communication 案例研究——向万兆位以太网的迁移

  时间:4月12日, 15:20

  地点:309A

  主题:在虚拟化和云环境中发挥万兆位以太网最大优势的案例研究与部署模式

  课程说明:本课程涉及的主题包括如何在虚拟化环境中部署 10Gb 英特尔以太网融合网络适配器(CNA) ;雅虎案例研究结果——比较光纤通道主机总线适配器和支持开放式 FCoE 性能的英特尔以太网融合网络适配器;采用 PCI-SIG* 单根 I/O 虚拟化与共享规范(SR-IOV)的端口分区和服务质量(QoS)使用模式;NASA 案例研究结果——将高性能计算迁移至云。

  时间:4月12日, 17:15

  地点:308

  主题:热点问题问答: 10Gb 以太网网络技术课程

  课程说明:与 “10Gb 以太网”课程的演讲人进行交流。

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