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Cisco Nexus 6004 数据中心交换机 更新日期:2013/12/3

Nexus 6004介绍

思科现在发布的 Nexus 6004是思科Nexus6000系列第一个产品,也是目前市场上唯一在4RU的高度内实现了高密度40G10G的交换机产品,最多支持9640G或者38410G端口。该平台产品基于思科的专用 ASIC技术,实现了非常低的转发延迟,端口到端口转发时延在1us左右。思科Nexus6004硬件的功能承载能力非常强大,支持 Layer 2, Layer 3, Cisco? FabricPath, IETF TRIll), NAT, tunneling, sampled Netflow, FCoE 等一系列构建高可扩展以及高可用网络的关键技术。此外 Cisco Nexus 6004 还提供了实时分析以及历史数据流监控等高级功能.

Cisco Nexus 6004 如下图所示(Figure 1)

Figure 1 Cisco Nexus 6004 Switch

Cisco Nexus 6004 概述

Cisco Nexus 60044RU的数据中心以太网交换机,支持低时延转发,总体转发容量在7.68Tbps左右设备支持 QSFP以及SFP+模块。并且Nexus 6004支持12端口的扩展卡,Nexus6004支持四个LEM扩展卡,每个卡1240G端口,四块卡共支持4840G端口,或者19210G端口。Nexus6004支持6个可以热插拔的冗余电源,可以支持 3+3或者3 + 1的模式, 同时支持可以热插拔的冗余散热风扇模块。

所有的端口都在交换机的后端,这样可以简化机房的布线和散热,目前Nexus 6000支持前后送风,或者反方向的后向前送风。设备后面板和前面请参考下图

Figure 2 Cisco Nexus 6004 后向面板

Figure 3 Cisco Nexus 6004 前面板

Cisco Nexus 6004LEM扩展模块能够支持40G10G端口,或者可以支持Fibre Channel1/2/4/8Gbps端口,Nexus 6004 LEM扩展模块的图如下所示 (Figures 4)

LEM-Q 12端口40G的卡,支持FCoE40G10G以太网

Cisco Nexus 6004 的功能与特点

Cisco Nexus 6000 产品系列是数据中心交换机的新一代产品,专门针对40G10G以太网进行了相应的优化,体积精巧,并支持丰富的功能集合,可以支持下一代数据中心建设并未企业的IT部署提供了更丰富的选。

平台的性能与扩展性

高密度与高可用性: Cisco Nexus 6004是业界内在4RU空间里面唯一能提供高密度40G10G端口的设备,最高支持9640G38410G端口,同时提供灵活的制冷和布线支持,并提供了丰富扩展模块选项.

高性能的无阻塞限速转发: Cisco Nexus 6004 能够实现二层与三层的单播和组播的全限速转发,在40G10G端口速率下,任何标准数据帧都能够限速转发,总体转发容量达到 7.68 Tbps

低时延转发:Cisco nexus6004专用的交换芯片支持直通转发模式,可以实现任意标准数据帧的端口到端口转发时延小于等于1微妙,同时低时延转发模式下依然能够支持访问控制列表以及QoS等关键功能, Cisco Nexus 6004是针对高性能计算以及高频交易环境下最佳选择.

大缓存技术:目前很多企业应用都会出现数据流量的突发以及异常频繁的微突发流量,尤其是在Hadoop, MapReduce, HDFS 等新一代数据处理技术的场景下,所以大多数应用都对交换机的缓存提出了相应的要求,但是如何在缓存和时延之间谋求针对不同应用的最佳平衡则要设计转发芯片设计以及缓存技术优化等多个方面 Cisco Nexus 6004的专用转发芯片技术提供了 每三个  QSFP 端口组共享25M缓存的颗粒度,即能保证无突发环境下的低时延,同时还能保证高突发情况下,保证通信报文的不丢失,整机提供了共 800M 大小的缓存容量.

线速的 SPAN ERSPAN: 交换端口分析 (SPAN)以及附带封装交换端口分析 (ERSPAN)能够实现将交换端口的通信流量转发到本地镜像端口或者远程镜像端口,来协助实现对所有通信的进出流量的监控与分析,便于网络的管理与监控, Nexus 6004 提供额外背板交换容量来支持线速的 31 SPAN会话或者16 ERSPAN会话.

增强型的高效数据流哈西算法: Cisco Nexus 6004 支持多函数数据流哈西算法,可以提升网络上多路径技术的使用效率,最高支持 1024路等价多路径计算.

拥塞控制: 拥塞控制是网络交换技术中的重要部分,随着数据流量的加大以及数据源的多变,拥塞控制已经成为现代网络交换技术中异常关键的组成部分 Cisco Nexus 6004 提供全面的拥塞控制技术来减少网络的拥塞,从而提升网络的整体性能,Nexus6004支持下列拥塞控制技术

虚拟输出队列(Virtual output queues: Cisco Nexus 6004 支持在所有端口上的 virtual output queues (VOQs) 实现, 可以基于标准的 IEEE 802.1p 分类技术对流量的交换进行控制,目前 Cisco Nexus 6004 最高支持 3072 入方向虚拟队列此外还可以提供 8,192 额外的虚拟队列来支持组播空能,同时支持 32 SPAN的虚拟队列

独立的出方向单播和组播队列:传统的交换机支持8个出方向的虚拟队列,而 Cisco Nexus 6004针对单播和组播通行分别提供了8个出方向的虚拟队列从而大大增强了设备控制复杂网络通信的能力,此外用户还可以同配置命令,把这16个队列灵活低分配给不同的通信场景。

平台通用技术实现

Cisco FabricPath and TRILL: Cisco Nexus 6004 在二层网络多路径转发技术方面支持,Cisco独有的 FabricPath 以及业界标准的 TRILL技术

 

Cisco FEX 技术: 作为Cisco统一交换网络的产品序列里的新成员,Cisco Nexus6004支持远程扩展板卡以及远程虚拟扩展板卡技术,并兼容业界标准的 IEEE 802.1BR扩展技术,Nexus 6004支持下列扩展板卡选项:

Cisco Nexus 2000 系列扩展板卡Nexus 2000系列物理扩展板卡

Cisco Adapter FEX: 兼容第三方服务器的虚拟网卡扩展板卡

Cisco VM FEX: 高兴的虚拟服务器虚拟网卡扩展板卡

以太网光纤通道技术Fibre Chanel over Ethernet (FCoE): 光纤通道网络是企业关键应用的组成部分,可以实现在以太网介质上传输光纤通道数据,Nexus6000是目前唯一能在40G以太网上传输光纤通道数据的设备

精准拥塞通告技术Explicit congestion notification (ECN): ECN TCPIP RFC 3168的扩展,可以实现端到端的网络拥塞控制,从而实现从数据发送方到接收方的完整网络拥塞管理,从而保证网络的整体性能.

IEEE 1588精准时间协议 Precision Time Protocol (PTP): 传统的网络时间协议只能实现毫秒级别的时间定义与差分,随着网络速度的提升对时间协议的要求也越来越高 Cisco Nexus 6004 支持的PTP协议可以实现微级别时间差分.

数据流优先控制Priority Flow Control (PFC): 针对网络中不同数据以及应用的由县级别对数据帧的转发进行优先级区分,从而保证关键应用能获得更高的优先资源

平台分析功能介绍

微突发监控:网络中的微突发数据流量因为间隔时间短,而无法监控,但是微突发严重影响网络的质量,但是微突发的过程与严重型是无法可见的,Nexus 6004借助专用的交换芯片实现了对网络中微突发流量的监控

交换时延监控:基于 IEEE 1588 精准时间协议的实现,Nexus6004在硬件层面实现了对交换机转发时延的监控,并对转发时延的大小进行相应的纪录

Cisco Nexus 6004 架构

Cisco Nexus 6004的控制层面运行了 Cisco NX-OS操作系统,采用了四核心的 2.0-GHz Gladden Series 并支持 16 GB 大小的DRAM. 控制引擎支持 1G速率带内管理或者 10/100/1000-Mbps的带外管理。

1 Cisco Nexus 6004 控制通道组件

组件

规格

CPU

4核 2-GHz Intel Gladden

DRAM

16 GB DDR3 内存,安置于4个DIMM插槽

Boot/BIOS闪存

8 GB  用于存储可升级和高级版本的镜像文件(BIOS和bootloader)

板载故障日志(OBFL)

64 MB 闪存用于存储硬件相关的故障和重置原因

NVRAM

6 MB SRAM用于储存系统日志和许可信息

管理端口

RS-232 Console端口

10/100/1000BASE-T 管理端口

USB口

 

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