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IP城域网引入虚拟交换机技术的研究
2.2 虚拟交换机部署方式
在二层网络引入虚拟化技术解决了以上现网存在的问题,目前有2种实现方式:
将现网传统汇聚交换机进行升级,实现堆叠功能;
部署虚拟交换机。
两种实现方式从功能及性能上对比如下表所示:
虚拟化 引入方式 | 功能 | 性能 | |||
单槽位线速 | 交换架构 | 每接口缓存能力 | 高速端口 支持能力 | ||
传统汇聚交换机堆叠 | 仅对12口万兆及16口万兆能实现虚拟化的业务保护 | 120G(仅部分槽位支持) | CROSSBAR | 2-4ms | 仅支持10G |
虚拟交换机 | 对所有类型接入端口均能实现业务保护 | 400G | 新一代CLOS | 200ms | 支持10G/40G/100G |
从上表可见虚拟交换机从功能上和性能上均优于传统汇聚交换机。所以在解决城域网现网二层设备的端口扩展以及业务保护问题时,优先考虑引入虚拟交换机。
2.3虚拟技术应用场景投资分析
2.3.1 多虚一技术应用场景投资分析
现阶段一级汇聚交换机仍汇聚了大量的GE端口,考虑到虚拟交换机单槽位的容量有限,现阶段引入虚拟交换机的网络架构如下图所示,在一定时期内一级汇聚交换机仍会保留。
图3:现阶段虚拟交换机在网络中的架构
该网络架构下的成本分析如下:
考虑到一级汇聚交换机的端口在虚拟交换机引入前后不发生变化,因此成本分析仅对虚拟交换机的端口以及MSE设备上的端口进行比较。成本分析采用单端口造价成本比较以及设备实际配置成本比较2种方式。通常,设备实际配置的成本高于单端口造价成本,因为设备实际配置会有一定的冗余,且设备配置初期板卡的端口利用率较低。
说明:以下设备价格参考设备集采价,虚拟交换机以某厂商的设备价格作为参考,业务控制层设备(MSE)以某厂商作为价格参考。
n 中小型POP点
场景一:当该节点流量达到64G,虚拟交换机上联配置带宽80G,一级汇聚交换机上联带宽配置140G,这种场景下引入虚拟交换机的收敛比为43%。
单端口造价成本比较如下表所示:
成本细项 | 单端口造价(万元) | 传统交换机接入方式 | 虚拟交换机引入方式 | ||
端口数量 | 成本(万元) | 端口数量 | 成本(万元) | ||
MSE万兆端口成本 | 3.8 | 14 | 53.2 | 8 | 30.4 |
虚拟交换机万兆端口成本 | 0.4 | 26 | 10.4 | ||
虚拟交换机机框组件成本 | 6.325 | 2 | 12.65 | ||
总成本估算(万元) | 53.2 | 53.45 |
总成本估算(万元) 53.2 53.45成本细项单端口造价(万元)传统交换机接入方式虚拟交换机引入方式
板卡配置成本估算比较如下表所示:
接入方式 | MSE板卡配置 | 虚拟交换机配置 | 投资(元) | ||||
40G母卡 | 2端口万兆子卡 | 10km万兆模块 | 机框组件 | 24端口万兆以太网光接口模块(SFP+,LC) | SFP+万兆模块(1310nm,10km,LC) | ||
单价(元) | 44850 | 48068 | 2995 | 63250 | 59800 | 1610 | |
传统交换机接入方式 | 4 | 7 | 14 | 557806 | |||
虚拟交换机引入方式 | 2 | 4 | 8 | 2 | 2 | 26 | 593892 |
可见引入虚拟交换机的单端口造价成本与传统二层接入成本基本一致,只是引入初期总的配置成本略高于传统二层接入方式的成本。
n 大型POP点
场景二:当该节点流量达到96G,虚拟交换机上联配置带宽120G,一级汇聚交换机上联带宽配置200G,这种场景下引入虚拟交换机的收敛比为40%。
单端口造价成本比较如下表所示:
成本细项单端口造价(万元)传统交换机接入方式虚拟交换机引入方式
端口数量成本(万元)端口数量成本(万元)
成本细项 | 单端口造价(万元) | 传统交换机接入方式 | 虚拟交换机引入方式 | ||
端口数量 | 成本(万元) | 端口数量 | 成本(万元) | ||
MSE万兆端口成本 | 3.8 | 20 | 76 | 12 | 45.6 |
虚拟交换机万兆端口成本 | 0.4 | 38 | 15.2 | ||
虚拟交换机机框组件成本 | 6.325 | 2 | 12.65 | ||
总成本估算(万元) | 76 | 73.45 |
板卡配置成本估算比较如下表所示:
接入方式 | MSE板卡配置 | 虚拟交换机配置 | 投资(元) | ||||
40G母卡 | 2端口万兆子卡 | 10km万兆模块 | 机框组件 | 24端口万兆以太网光接口模块(SFP+,LC) | SFP+万兆模块(1310nm,10km,LC) | ||
单价(元) | 44850 | 48068 | 2995 | 63250 | 59800 | 1610 | |
传统交换机接入方式 | 5 | 10 | 20 | 764830 | |||
虚拟交换机引入方式 | 3 | 6 | 12 | 2 | 2 | 40 | 769398 |
可见这种场景下引入虚拟交换机2种成本比较方式下基本与传统二层接入方式的成本一致。
n 引入虚拟交换机场景建议
通过以上分析可知,虚拟交换机适用于万兆链路比较多,且收敛比较大的节点,即:覆盖公众用户数8万(单用户平均流量1M)、专线用户数1500(单用户平均流量2M)、IPTV渗透率20%,即该节点总流量64G以上,且引入虚拟交换机后收敛比大于45%的节点,新增虚拟交换机成本低于传统一级汇聚交换机万兆链路直挂BRAS。
未来随着接入流量的快速增长,大量的OLT设备将以万兆链路上联,传统交换机将无法满足大量的OLT设备万兆链路上联需求,从而逐渐下线,未来的网络结构将如下图所示。
图4:未来虚拟交换机在网络中的架构
该场景下如果虚拟交换机对接入链路不再有收敛作用,则虚拟交换机不再有存在意义,但是如果未来虚拟交换机上联MSE采用40G或是100G更高带宽进行收敛,则虚拟交换机将在一定时期内存在于城域网内。