网络设备硬核技术内幕 交换机篇 5 令狐冲月下追大师

上回说到，令狐冲再一次下山寻访陈大师，试图请教，如何解决多台交换机堆叠稳定性的问题。

天色已晚，令狐冲正在树林中徘徊，一阵风吹过，令狐冲抬头一看，远处一光头壮汉，骑一辆公路车呼啸而过，正是陈大师。令狐冲连忙掏出手机，充入100押金，扫了辆OFO小黄车穷追不舍。

小黄车哪里是公路车的对手，不一会儿就看不见陈大师的尾灯了。令狐冲绝望地追赶，却发现陈大师蹲在路边，满头大汗，原来公路车爆胎了。

令狐冲连忙过去帮忙，幸而陈大师带了一条备胎，给车换上，打上气，又可以骑行啦。

令狐冲突然跳起来：“我知道啦！”

陈大师一惊：“你知道什么了？”

令狐冲方才回过味来，给陈大师讲了自己看见车轮和备胎，受到启发产生的想法。

既然，以太网交换ASIC可以将需要转发去其他ASIC的数据包，加上HiGig标签，转发到其他ASIC，那么，如果将所有ASIC的HiGig接口，连接到一个集中的交换网板，像车轮辐条连接到轮轴那样(Hub-Spoke结构)，不就可以实现多ASIC的互联，又避免环形堆叠可能造成的不稳定因素了吗？

正如车辆需要备胎一样，在框式交换机中，为了避免交换网板的单点故障造成整机故障，可以使用两个或多个交换网板形成冗余。

一般地，框式交换机的主控引擎也需要冗余，所以，在框式交换机的设计中，将交换网芯片集成在主控引擎上，是一种非常常见的作法，如下图是HuaweiS7706的设计。

S7706支持集成交换网的双主控引擎，B类引擎有48个Higig2接口，双引擎共有96个，为每个业务槽位分配16个，也就是每槽位带宽为160Gbps。

陈大师问：

少年，你想，交换网是不是需要一颗专用ASIC芯片，作为HiGig的高速交换？

令狐冲点点头。

陈大师又问：

如果整机只有双引擎集成交换网ASIC芯片，那么整机的容量是不是就受到两块ASIC的限制？

令狐冲的眼光暗淡了。

陈大师仰天大笑曰：少年，附耳过来……

令狐冲连忙把耳朵凑过去。

“交换机能不能有4个主控？”

“——这，多贵啊……”

“那，能不能有多个交换网板？”

“搜达思内……”

令狐冲骑上车飞驰回山中。

不久，令狐冲设计出第一代基于CLOS架构的交换机——

如图，它有4个交换网板，与线卡通过10GHiGig2对接，如果采用支持128组Higig的ASIC作为交换网板，整机最多可以支持512个万兆接口，或128个40G接口无阻塞转发！

为了让交换网板与线卡更简单直接地互联，令狐冲在设计交换机时，让线卡从前面板横向安装，交换网板从后面板竖向安装，如下图所示：

这样一来，交换网板芯片与线卡芯片的HiGig总线，可以通过连接器直接对接，大大减少了走线长度，避免错包产生的丢包产生。这种设计叫做正交CLOS设计。

更进一步地，每块交换网板上可以集成2颗、4颗……交换网ASIC，整机的交换容量仅受物理散热能力的限制！

以Arista 7508R为例，每块线卡可以集成6颗交换ASIC，每ASIC出6个100G口；每交换网板集成2颗交换网板ASIC，每交换网板ASIC支持144路25GSerdes高速串行线路。

这样，整机在安装6块交换网板时，可以支持288个100G以太网接口线速转发。

令狐冲设计的正交CLOS架构交换机很快称霸江湖，然而，这却埋下了他和小师妹的隔阂的种子……

欲知令狐冲与小师妹如何分分合合，请听下回分解。