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12.Chip Switch Ethernet 8-Tb/s per Data Center

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Il chip switch Ethernet Spectrum-3 di Mellanox è dotato di una larghezza di banda di 12,8-Tb/s e di una serie di caratteristiche che lo rendono ideale per il centro dati.

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Sembra che non ci sia mai abbastanza potenza di calcolo, memoria o larghezza di banda disponibile, quindi i fornitori continuano a spingersi oltre. L'ultimo chip di switch Ethernet Spectrum-3 di Mellanox fa proprio questo. Non solo il chip ha una larghezza di banda di 12,8 Tb/s, ma include una serie di caratteristiche che sono molto adatte ai data center. Può gestire fino a 128 porte di 100-Gb Ethernet (GbE), 64 porte di 200-GbE e 32 porte di 400-GbE. Il sistema gestisce fino a 200.000 voci NAT e oltre un milione di rotte su chip.

Lo Spectrum-3 è il cuore della famiglia di piattaforme SN4000 (Fig. 1). I sistemi a rack possono essere installati con Mellanox Onyx, Cumulus Linux, Open Network Install Environment (ONIE), il sistema operativo open-source switch di Microsoft per Open Networking in the Cloud (SONiC), o Linux DENT.

Il chip supporta la segnalazione NRZ e PAM4. Quest'ultimo è utilizzato per le connessioni a banda larga più elevate.

Spectrum-3 funziona altrettanto bene come un interruttore foglia o spina dorsale. Il suo supporto di instradamento adattivo (Fig. 2) funziona in un ambiente di commutazione misto. Tuttavia, il chip funziona meglio in una rete omogenea di Spectrum-3 perché distribuisce automaticamente le informazioni sul traffico, consentendo un routing più efficace. Il supporto del sistema di livello 3 è "flowlet-aware" I flussi sono raffiche di pacchetti commutati che possono essere divisi tra i percorsi tra una sorgente e la destinazione. I sistemi FlexFlow di Mellanox consentono di distribuire il traffico su molte connessioni in modo che i dati possano bypassare la congestione. Inoltre, aiuta anche il livellamento del carico.

L'altro vantaggio dell'utilizzo di un ambiente omogeneo è quello di sfruttare la prioritizzazione adattiva del flusso (Fig. 3). Il chip può regolare le code in modo che i pacchetti più piccoli non vengano ritardati quando molti pacchetti grandi sono in coda. I pacchetti grandi, spesso chiamati "flussi di elefante" sono più efficienti, ma bloccano le code per un tempo più lungo se non vengono gestiti correttamente. Tutto questo è progettato per fornire un'equa condivisione della larghezza di banda.

La lista delle caratteristiche e degli standard supportati da Spectrum-3 è ampia. La piattaforma supporta anche una serie di protocolli di overlay tra cui EVPN, VXLAN-GPE, MPLS-over-GRE/UDP, NSH, NVGRE e Segment routing basato su MPLS/IPv6.

RDMA over Converged Ethernet (RoCE) è una caratteristica dello Spectrum-3. E' "RoCE-Ready", inclusa la configurazione con un solo clic con accelerazione hardware e gestione della congestione end-to-end.

Una caratteristica unica è il supporto diagnostico What Just Happened (WJH) di Mellanox. Questo sistema di telemetria granulare è stato progettato per semplificare le operazioni di rete e il debug, facendo in modo che il firmware tenga traccia di ciò che sta succedendo e riferendo non solo che si è verificato un errore, ma anche il contesto attuale e lo stato precedente. Questo permette di identificare più velocemente la causa principale di un errore. Il supporto WJH è integrato con strumenti open-source come Wireshare e Grafana così come con strumenti come Kibana e NetQ.

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