Arista Networks——開創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)新紀(jì)元

特約通訊員 黃紅光

數(shù)據(jù)中心正在向萬兆以太網(wǎng)技術(shù)過渡，以此來滿足當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)爆炸性的數(shù)據(jù)需求。隨著萬兆以太網(wǎng)成為市場的亮點(diǎn)，新一代的數(shù)據(jù)中心級產(chǎn)品正在冉冉升起。Arista Networks(前身為Arastra)公司開發(fā)了7100系列交換機(jī)和EOS等革命性的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)備相關(guān)產(chǎn)品，逐步確立了其在以太網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

當(dāng)前，服務(wù)器、存儲介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)是IT基礎(chǔ)架構(gòu)的三大基石。隨著萬兆以太網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)不再滿足要求，世界各地的網(wǎng)絡(luò)公司都在不斷尋求加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的方法和途徑，以滿足計算強(qiáng)度大、功率密度大和超低延遲等新的網(wǎng)絡(luò)要求。目前包括谷歌、微軟、雅虎等眾多IT公司都已經(jīng)在該領(lǐng)域展開角力。

Arista Networks(以下簡稱 Arista)公司位于美國加州，是由美國服務(wù)器生產(chǎn)商SUN創(chuàng)始人之一的Andreas von Bechtolsheim于2008年創(chuàng)建，其前身為Arastra公司，這家初創(chuàng)公司主要致力于為大型數(shù)據(jù)中心和計算環(huán)境提供網(wǎng)絡(luò)解決方案，其中包括高性能萬兆以太網(wǎng)交換設(shè)備和云網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方案。產(chǎn)品主要面向谷歌等需要處理大量數(shù)據(jù)的企業(yè)，幫助這些企業(yè)盡可能地提高數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸速度。

Arista整個團(tuán)隊(duì)擁有眾多經(jīng)驗(yàn)豐富的管理人員和來自于各個領(lǐng)先網(wǎng)絡(luò)公司的優(yōu)秀工程人才，其中Andreas Bechtolsheim擔(dān)任公司董事長及CDO，前思科高管Jayshree Ullal擔(dān)任總裁和CEO。通過分銷合作伙伴、系統(tǒng)集成商和零售商在全球范圍內(nèi)提供其產(chǎn)品，Arista全力滿足其合作伙伴和客戶的需求。

Arista“云”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

任何希望成為IT行業(yè)領(lǐng)先者的公司，都必須站上“云”端，Arista也不例外。Arista在組建之初就發(fā)布了首個能夠提供可擴(kuò)展數(shù)據(jù)中心和計算環(huán)境的云計算網(wǎng)絡(luò)平臺。客戶通過這個平臺共享服務(wù)器和存儲資源，能夠比傳統(tǒng)的企業(yè)解決方案更迅速地部署應(yīng)用程序，而且采用云計算基礎(chǔ)設(shè)備部署應(yīng)用程序，可以使整個網(wǎng)絡(luò)具有更好的靈活性，這是傳統(tǒng)的silo計算模型所難以實(shí)現(xiàn)的。

與傳統(tǒng)的OSI堆棧層在網(wǎng)絡(luò)層(2/3/4層)和應(yīng)用層(第7層)之間采用明顯的分離方式不同，Arista云計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的層與層、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間沒有明顯的邊界，其邊界由基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用耦合到了一起，通過增加一個獨(dú)立于服務(wù)器共享資源之外的無狀態(tài)服務(wù)器，來提供一個無阻塞的、能夠穩(wěn)定并隔離各個應(yīng)用領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

Arista云網(wǎng)絡(luò)模型示意圖

Arista“云”網(wǎng)絡(luò)的特征：

可擴(kuò)展性：可以擴(kuò)展到數(shù)千個節(jié)點(diǎn)，并在整個“云”網(wǎng)絡(luò)提供無阻塞傳輸。

低延遲：延遲是提高應(yīng)用性能的瓶頸所在，而“云”網(wǎng)絡(luò)可以很好地降低網(wǎng)絡(luò)延遲。

可靠性：大量的服務(wù)器為客戶提供了各種可預(yù)測和可靠的功能，其中包括高性能計算應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、視頻和其它數(shù)據(jù)服務(wù)。

擴(kuò)展管理：服務(wù)器能夠很好地兼容企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)。

自愈恢復(fù)功能：在規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)中，故障控制和自動愈合變得更加重要，而“云”網(wǎng)絡(luò)很好地做到了這一點(diǎn)。

Arista這個獨(dú)特架構(gòu)的云計算網(wǎng)絡(luò)平臺性能優(yōu)越，從而廣受關(guān)注，Appro、Citrix、GreenPlum、IBRIX、Panasas、Solace等眾多大公司均與Arista達(dá)成技術(shù)合作伙伴關(guān)系，使Arista擴(kuò)大了產(chǎn)品市場的占有率，也增加了其在業(yè)界的知名度。

Arista云網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖

Arista 7100系列產(chǎn)品對比圖

連接下代以太網(wǎng)——7100系列交換機(jī)

基于虛擬化和云計算的新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要大量萬兆以太網(wǎng)(GbE)連接可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，未來連接可能需要更高速度的以太網(wǎng)，因此如何提高以太網(wǎng)的速度以及如何解決數(shù)據(jù)交換問題也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

Arista7100系列交換機(jī)是具有高性能、極低延時等特點(diǎn)的2/3/4層 10 Gigabit以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心級交換機(jī)產(chǎn)品，其所有端口都適用于各種10GbE SFP+或GbE SFP光纖光纜或銅纜物理層等任選方案，以便各類型客戶可將其現(xiàn)有的基于千兆以太網(wǎng)的服務(wù)器以無縫遷移路徑方式升級到基于萬兆以太網(wǎng)的高性能服務(wù)器上，同時還可實(shí)現(xiàn)向虛擬化環(huán)境的過渡，使設(shè)備具有最大靈活性及獲得最高的投資保障。

7100系列交換機(jī)可始終保持極低的延時性，且不受數(shù)據(jù)包大小及端口速度限制，即客戶無論是在千兆速度下還是萬兆速度下都可獲得行業(yè)領(lǐng)先的延時性，并且其延時性亦具有可預(yù)測性，即使在隨機(jī)變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中數(shù)據(jù)包的延時也極小的，而這正是提高與保持應(yīng)用性能服務(wù)機(jī)利用率的關(guān)鍵所在。

7100系列交換機(jī)旨在使設(shè)備軟硬件具有高可用性，其主要特性包括：(1)兩個1+1熱插拔獨(dú)立電源；(2)五個N+1熱插拔獨(dú)立風(fēng)扇；(3)兩個管理端口；(4)在線軟件升級(ISSU)功能；(5)自愈軟件具有狀態(tài)故障修復(fù)(SFR)功能；(6)高達(dá)16個10GbE端口/鏈接聚合組(LAG)；(7)均衡負(fù)載能力。

7100系列交換機(jī)主要適用于以下網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：(1)柜頂服務(wù)器聚合；(2)刀片服務(wù)器聚合；(3)校園分布層；(4)高性能計算(HPC)集群互聯(lián)；(5)存貯訪問；(6)云網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

此外，7100系列交換機(jī)采用了Arista獨(dú)創(chuàng)的數(shù)據(jù)中心類操作系統(tǒng)：EOS(可擴(kuò)展操作系統(tǒng)，Extensible Operating System)。該操作系統(tǒng)配有精確的模塊保護(hù)內(nèi)存架構(gòu)，可確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獲得良好的穩(wěn)定性和可用性。

Arista 7100系列產(chǎn)品的價格只有思科同類產(chǎn)品1/10，其直接面向谷歌、雅虎等需要盡可能提高計算中心速度的面向數(shù)據(jù)組織，目前已經(jīng)在政府實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和新興網(wǎng)絡(luò)公司等眾多場合得到了很好的應(yīng)用。

2009年3月，Arista萬兆以太網(wǎng)(GbE)交換機(jī)及相關(guān)解決方案在日本全面上市，將市場擴(kuò)展到了亞太地區(qū)。Arista高密度、低延遲的以太網(wǎng)交換機(jī)給其它以太網(wǎng)交換機(jī)廠商樹立了性能標(biāo)桿，其7100系列交換機(jī)于2009年12月獲得HPCwire雜志“最佳互連產(chǎn)品或技術(shù)”讀者選擇獎。

可擴(kuò)展的操作系統(tǒng)—EOS

為了緊密結(jié)合7100等系列交換機(jī)硬件設(shè)備，充分發(fā)揮出硬件性能，Arista設(shè)計了獨(dú)有的可擴(kuò)展操作系統(tǒng)EOS，該系統(tǒng)可以對每個進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測，出現(xiàn)故障時可以自動重啟。同時允許對各軟件元件進(jìn)行在線升級(ISSU)，且升級時不會對系統(tǒng)運(yùn)行造成干擾。

EOS性能優(yōu)越的關(guān)鍵在于其獨(dú)特的系統(tǒng)架構(gòu)。這個以系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫Sysdb(system database)為中心、多線程共享的獨(dú)特架構(gòu)，可以顯著提高和發(fā)展下一代數(shù)據(jù)中心功能。

EOS獨(dú)特結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有：

EOS系統(tǒng)架構(gòu)

vEOS管理示意圖

(1)所有應(yīng)用程序(包括CLI會話、硬件設(shè)備的驅(qū)動、協(xié)議操作等后臺程序)都擁有一個單獨(dú)的地址空間。(2)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(Sysdb)存在于所有的區(qū)域中，并可以代理執(zhí)行所有處理。由于不包含應(yīng)用程序代碼，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是非?？煽康?，提高了應(yīng)用處理的可靠性。(3)所有處理程序都在用戶的地址空間運(yùn)行，而不是在內(nèi)核中進(jìn)行，減輕了內(nèi)核的負(fù)擔(dān)。

EOS采用高度模塊化的軟件設(shè)計，且基于獨(dú)特的多進(jìn)程狀態(tài)共享體系結(jié)構(gòu)，自身的處理進(jìn)程能完全從網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)上分離，這使故障恢復(fù)和系統(tǒng)完善升級處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會影響系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。此外，EOS還提供了很好的魯棒性和可靠性的數(shù)據(jù)中心通信服務(wù)，整個軟件系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

模塊化：擁有軟件容錯控制系統(tǒng)，提供了卓越的穩(wěn)定性單一的、可以獨(dú)立升級的模塊。

高可用性：(1)所有模塊擁有在服務(wù)軟件中獨(dú)立升級的功能(ISSU)；(2)故障模塊監(jiān)測進(jìn)行自我修復(fù)。

可擴(kuò)展性：(1)滿足客戶定制的需求；(2)集成了虛擬化環(huán)境。

可管理性：(1)采用CLI行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，簡化了管理任務(wù)；(2)適應(yīng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)；(3)可按照客戶功能要求對系統(tǒng)進(jìn)行自定義。

虛擬化環(huán)境的新式管理員——vEOS

云計算的技術(shù)基礎(chǔ)是軟件虛擬化，物質(zhì)基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)中心，而數(shù)據(jù)中心的技術(shù)基礎(chǔ)是硬件虛擬化，所以云計算將同時具備軟件虛擬化和硬件虛擬化的優(yōu)勢。但是虛擬化可能因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的原因出現(xiàn)問題。Arista研究團(tuán)隊(duì)不斷嘗試通過虛擬交換機(jī)來清除在企業(yè)進(jìn)行大型服務(wù)器虛擬化時發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)瓶頸，最終于2009年9月份發(fā)布了vEOS軟件系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以彌補(bǔ)物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的虛擬差距。

服務(wù)器虛擬化的一個最主要的網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)是虛擬化網(wǎng)絡(luò)、安全模板、虛擬機(jī)配置以及這些在物理主機(jī)移植時的管理，執(zhí)行這些任務(wù)是很難的，并且時常妨礙企業(yè)在服務(wù)器整合和動態(tài)資源分配中實(shí)施服務(wù)器虛擬化。為了解決這個難題，實(shí)現(xiàn)對虛擬網(wǎng)絡(luò)無縫的、一致的管理，Arista擴(kuò)展了命令行界面(CLI)和基于標(biāo)準(zhǔn)物理網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的虛擬網(wǎng)絡(luò)業(yè)界管理標(biāo)準(zhǔn)，在EOS的基礎(chǔ)上提出了一個創(chuàng)新的虛擬化操作系統(tǒng)：vEOS(virtualized Extensible Operating System，虛擬化可擴(kuò)展操作系統(tǒng))。vEOS是一個可以運(yùn)行在Arista所有物理交換機(jī)上的EOS操作系統(tǒng)的鏡像，能夠在裝載虛擬服務(wù)器的物理器上作為一個虛擬設(shè)備工作。

vEOS可以建立對物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，從而完成簡化端口配置、上行網(wǎng)絡(luò)配置及監(jiān)測虛擬開關(guān)操作狀態(tài)等網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)。

vEOS滿足了虛擬網(wǎng)絡(luò)與物理網(wǎng)絡(luò)無縫連接的多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)：

(1)提供了類似物理交換機(jī)管理的界面，使網(wǎng)絡(luò)管理員可以采用管理物理交換機(jī)的方式管理虛擬交換機(jī)；

(2)減輕了虛擬主機(jī)管理員的網(wǎng)絡(luò)配置負(fù)擔(dān)；

(3)向網(wǎng)絡(luò)管理員提供了可視化的、可自動運(yùn)行的故障診斷功能。

由于vEOS的出現(xiàn)，服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)管理員可以采用自己獨(dú)特的、易于理解的工作方式管理虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施的云網(wǎng)絡(luò)連接。

此外，Arista還與主要配件生產(chǎn)廠商 Server Engines、Solarflare、Neterion、Mellanox、Intel等進(jìn)行緊密合作，提高了產(chǎn)品的兼容性，給客戶帶來最佳性價比的解決方案。

至成立以來，Arista在業(yè)內(nèi)的卓越表現(xiàn)有目共睹，在2009年5月獲得了全球最具影響力的投資風(fēng)向雜志《Red Herring》的肯定，被該雜志評選為“北美百強(qiáng)新興企業(yè)”之一。

網(wǎng)絡(luò)作為一種基礎(chǔ)平臺，在企業(yè)全球化協(xié)作及商務(wù)運(yùn)營等方面發(fā)揮著不可估量的巨大作用。網(wǎng)絡(luò)的力量將無處不在，而云計算的普及與拓展也將在網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展過程中進(jìn)一步體現(xiàn)。通過部署數(shù)以百萬計服務(wù)器、存儲介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)的超大規(guī)模計算環(huán)境的云計算網(wǎng)絡(luò)模式，降低運(yùn)營費(fèi)用的同時也在逐步改變IT行業(yè)的增長方式。

云計算應(yīng)用設(shè)備領(lǐng)域雖然處于初始階段，但是競爭就已經(jīng)非常激烈了，各大公司都想在這一新興領(lǐng)域分一杯羹。Arista在與眾多大公司的競爭中獲得一定生存空間，憑借其創(chuàng)新的產(chǎn)品和革命性的解決方案，漸漸擴(kuò)大對該領(lǐng)域發(fā)展的推導(dǎo)作用。隨著云計算的不斷推廣，Arista也必將會被越來越多的人所關(guān)注。

參考資料：

1、www.aristanetworks.com/en/Index

2、http://www.vmsky.com/trend/01/2009/09/11/5748.html

3、http://www.sinogrid.com/Front/ProductDetail.aspx?class1=5&class2=47

4、http://www.enet.com.cn/article/2009/1108/A20091108573374_2.shtml