TechnologyandStandardsNZ Sympo May 2014 V2 FR

Nicolas ZERBIB
CORNING
Evolutions récentes des
technologies et architectures
40/100 Gb dans les Datacenters
Nicolas ZERBIB
Sales Director South and Eastern Europe
CORNING OPTICAL COMMUNICATIONS EMEA
Enterprise Networks
Symposium 2014
Saint- Petersbourg
Agenda
• Architectures DC: quoi de neuf ?: Leaf/spine – Feuille / Colonne
principale
• Après le 40 G, quelles perspectives ?
• Solutions de câblage pour réseaux 40Gig et 100Gig– une
nouveauté CISCO: le BiDi
Telecom
Corning Internal
3
Architectures
Architecture classique 3-niveaux (Tier)
• Le modèle traditionnel cœur-distribution-accès est suffisant pour un trafic
réseau typique ‘Nord/Sud’, souvent dirigé vers le monde extérieur au DC
• Architecture habituellement construite dans des objectifs de redondance et de
résilience aux erreurs réseau
• Typiquement, 50% des liens entre les switches sont bloqués par le protocole
Spanning Tree (STP) de façon à prévenir les boucles réseau, informations backup en attente, donc 50% de la bande passante théorique est ainsi gaspillée
jusqu’à ce qu’il y ait une erreur réseau.
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5
Architecture classique 3-niveaux (Tier)
• De plus si un serveur connecté au
switch d’accès en bas à gauche
doit communiquer avec le switch
d’accès sur le droite, l’information
doit remonter jusqu’au cœur de
réseau pour redescendre de
l’autre côté….
• Cela génère plus de latence, et
utilise de la bande passante
additionnelle.
Telecom
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Les réseaux Datacenter d’aujourd’hui
• Le type de trafic réseau change avec la nature de l’utilisation des équipements
actifs et des capacité IT dans les Datacenters - Virtualisation et Cloud
Computing, avec plus de trafic interne intra-salle
• Les serveurs sont virtualisés et regroupés ensemble (parfois de quelques
centaines à des milliers), souvent travaillant en parallèle sur des calculs ou des
softwares demandeurs en puissance (stockage, puissance processeur) , où la
latence est un obstacle au partage de la ressource IT
• Si les serveurs ne peuvent communiquer efficacement à cause d’un goulot
d’étranglement dans le réseau, alors cela se transforme en temps CPU non
productif , en surcoûts et dégradation de performance.
• En supprimant la couche de distribution et en inventant un modèle plus direct, à
2 niveaux – une architecture « 2-Tier/niveaux Spine and Leaf »où le trafic se
déplace plus dans la direction Est-Ouest, les serveurs peuvent se parler plus
directement avec un réseau plus efficace et plus de trafic utile.
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Architecture 2 niveaux (Tier)
Leaf/Spine – Feuille / Colonne principale
Telecom
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Les principes de l’architecture Leaf/Spine
• Les principaux blocs de la salle sont constitués de Feuilles are
(Cloud Leaves) et Colonnes (Cloud Spines)
• Les “Cloud Spines” assurent le trafic vers des liens optimisés
entre des noeuds de réseau en couches 1 et 2 du modèle OSI
• Les “Cloud Leafs” contrôlent le flux de trafic entre les serveurs
• Le nombre de ports sur le switch de feuille va déterminer le
nombre max de switches de Colonne.
• Vice & versa: le nombre de ports du switch de colonne détermine
le nombre max de switches de Feuille
Telecom
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9
Architecture 2 niveaux (Tier)
Leaf/Spine – Feuille / Colonne principale
• Switches de colonne principale
− Les switches (de layer 3) haute performance à ports multiples, haute densité
sont utilisés pour supporter le cœur de réseau, typiquement maillés en
groupes de 2, 4, 8 or 16 colonnes
− La charge est distribuée sur tous les switches de colonne, ainsi chaque
switch pris individuellement n’est plus indispensable si il tombe
− Exemple de switches de colonne:
• Cisco 7010 (384 ports)
• Cisco 7018 (768 ports)
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10
Architecture 2 niveaux (Tier)
Leaf/Spine – Feuille / Colonne principale
• Switches de “feuille”
− Les switches de feuille connectent des groupes de plusieurs serveurs aux
switches de colonne
− Chaque switch de feuille se connecte à tous les switch de colonne et
forment leur propre maille
− Le maillage garantit que chaque switch de feuille est à un distant d’un seul
« bond » des autres switches, minimisant la latence pour une plus grande
résilience et prédictibilité
− Exemple de Switch de feuille:
• Cisco 3064
− 48 X 10G
− 16 ports additionnels si utilisation d’un splitter sur les ports 4 x 40G
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Leaf/Spine: une architecture évolutive
1
1
2
2
15
...
2 Spine
32
1
32
32
32
32
...
32
32
32
32
72 Leaf
1
32
32
1
72
Jusque 2,304 x 10G nœuds “non-oversubscribed”
16
1
16
48
1
16
16
48
144
48
Telecom
32
32
32
576
32
2
15
576 Leaf
16
16 Spine
...
16
144 Leaf
Jusque 6,912 x 10G nœuds “3:1 oversubscribed”
16 Spine
Jusque 18,432 x 10G nœuds “non-oversubscribed”
2
...
...
32
2 Spine
48
16
1
48
16
48
...
16
48
16
1152
48
1152 Leaf
Jusque 55,296 x 10G nœuds “3:1 oversubscribed”
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Architecture traditionnelle vs. Leaf-Spine
Telecom
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Vue physique d’une architecture Spine & Leaf 16 canaux
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Après le 40 G, quelles perspectives ?
Roadmap Ethernet / bande passante
Source: Dell’Oro. 07/ 2012
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IEEE High Speed Ethernet : la connectique
• Meeting intermédiaire Geneve
Septembre 2012
− Objectifs centrés sur
l’établissement d’un consensus
autour des application Ethernet
filaire haut débit
− Priorisations avérées sur le 400G
comme prochaine génération pour
l’Ethernet
− Le HS Study Group a approuvé en
Mars 2013
• Très probablement les premiers
designs en 16x25G (32F MMF)
Source: USConec
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Solutions de câblage pour réseaux 40Gig
et 100Gig– une nouveauté CISCO: le BiDi
Les transceivers 40 Gbit MM
40GBASE-SR4 QSFP+ Module
• 100m sur câble OM3
• 150m sur câble OM4
• Connecteur MPO/MTP
• Sur 8 fibres
40GBASE-CSR4 QSFP+ Module
• 300m sur câble OM3
• 400m sur câble OM4
• OM4 connecteur MPO/MTP
• Sur 8 fibres
QSFP40G BiDi Module courte portée
• 100m sur câble OM3
• 125m sur câble OM4
• Connecteur OM4 LC duplex
• Sur 2 fibres
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40GBASE-SR-BD
Le Cisco
BiDi
• Annoncé en Novembre 2013
• Cisco lance un nouveau transceiver 40G QSFP+ MM sur 2 fibres
utilisant une connectivité LC-Duplex standard
− Objectif au départ: supporter les installs LC-Duplex traditionnelles
• CeTransceiver opère sur 2 longueurs d’onde 2 x 20G bidirectionel (BiDi) par fibre
− 1 @ 850nm
− 1 @ 900nm
*Corning a travaillé étroitement avec Cisco, a fourni des modèles et mesures sur la
bande passante additionnelle utilisée par la solution BiDi
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20
40GBASE-SR-BD
Distances typiques:
Optical Transceiver
Transmit
Telecom
Receive
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40GBASE-SR-BD
Solution BiDi: à quoi cela peut ressembler
Utilise les composants standard Pretium EDGE de Corning
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Solutions Corning 40/100G
Polarité
• BiDi a été développé par CISCO pour répondre aux utilisateurs IT
sur les sujets de:
− Pinning
− Polarité
− Fibres non utilisées dans le cadre des transmissions 40/100 G sur
MTP chez certains constructeurs
• Cisco voit le BiDi comme une plateforme de transition du 10G
vers le 40/100G MTP dans des DC existants
• …. ou un moyen de démarrer “en douceur” sur le 40G
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Tranceiver parallèle Optique SR4 versus BiDi
850nm
TX
Power:
• Identique for
SR4 and BiDi
• 4 lanes @
10G/lane in &
out)
RX
4x10G
SR4
850nm
TX
RX
850/900nm
2x20G
BiDi
900/850nm
Optique:
•SR4
• 4 lanes @ 10G/lane
& 850nm in & out
• Connecteurs MPO
•BiDi
• 1 lane @ 2x20G
BiDi (850/900nm) in
& out
• Connecteurs LC
Encombrement
Telecom
• Identical for SR4 and
BiDi
• per QSFP+ MSA
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Comparaison Parallèle Optique SR4 versus BiDi
Parallèle Optique SR4
•
•
•
•
•
Re câblage nécessaire pour un
upgrade à 40G
Nouveaux patchcords (MPO vs
connecteurs LC)
8 fibres nécessaires pour la
transmission du signal
Complexité relative des solutions
parallèles optiques (détrompeurs,
pins, polarité)
Standardisé – multi constructeurs
Bi Di
•
•
•
•
Réutilisation de l’infra de câblage 10G
MMF existante
Même patchcords connectivité LC
Utilisation fibre immédiatement maximisée
Non standardisé, solution propriétaire
CISCO
Telecom
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Migration 1G à 100G
Choisir une infrastructure supportant les besoins actuels et futurs
1G to 100G Migration path for Multimode Fiber Infrastructures
IEEE Standards Based Solutions
1G
Débit
10G
40G
Engineered Solutions
100G
100G
(10-Lanes)
(4-Lanes)
40G
40G
(Extended
Reach)
(Bi Di)
MTP – MTP
Backbone
(Module-TrunkModule)
LC-LC
Backbone
(Panel-TrunkPanel)
• 1000BASE-SX
• 1000BASE-LX
• 10GBASE-SR
• 10GBASE-LX4
• 10GBASE-LRM
• 40GBASE-SR4
• 100GBASE-SR10
• 100GBASE-SR4
• Known as
40GBASE-eSR4
• Known as QSFP40G-SR-BD
Nombre de
fibres
2
2
8
20
8
8
2
Type de
connecteur
pour le
Transceiver
LC
LC
12 f MTP
24 f MTP
12 f MTP
12 f MTP
LC
IEEE PMD
= Requires No Cabling Upgrade
= Requires Adding 12F MTP Trunk Cable
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Solutions types pour le 40 G
Solution 1: Agrégation 10 Gig - 40 Gig utilisant du Parallèle Optique
MTP
Panel
MTP
Jumper
MTP-Trunk Cable
MTP
Panel
MTP-LC
Breakout Cable
Solution 2: Solution full 40 G jusque 400 mètres utilisant du parallèle optique
MTP
Jumper
MTP
Conversion Module
MTP-Trunk Cable
MTP
Conversion Module
MTP
Jumper
Solution 3: 40 Gig BiDi jusque 125 – 150 mètres
LC Duplex
Patch cord
Telecom
MTP/LC
Module
MTP-Trunk Cable
MTP/LC
Module
LC Duplex
Patch cord
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Solutions Corning 40/100G
Tables de transmission BiDi
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Solutions Corning 40/100G
Tables de transmission BiDi
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Resources Guide
• BiDi Landing Page
• Cisco Guide for 40G Parallel Optics and BiDi
• 1G to 100G Migration Chart
• 40G selection guide
• EDGE Family Spec Sheet
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[email protected]
mob:+33678959242
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