Switch-Philosophien im Wettstreit
"Silkworm 12 000"
Einen ganz anderen technischen Weg hat Brocade mit dem Silkworm 12 000 eingeschlagen. Die Entwickler wählten eine verteilte Switching-Architektur, weil sich damit ihrer Meinung nach der für Speichernetze typische One-to-Many-Verkehr am besten transportieren lässt. In der Regel greifen in SANs mehrere Server auf denselben Port eines Storage-Systems zu. Ähnlich sieht die Lastverteilung auch in einem Core-to-Edge-Design aus: Verschiedene Server kommunizieren über einen oder wenige Inter Switch Links (ISL) mit dem zentralen Switch.
Mit dem alten 1-GBit/s-64-Port-Switch "Silkworm 6400" hat das neue 2-GBit/s-System "Silkworm 12 000" keine Gemeinsamkeiten. Es besteht in der 64-Port-Version aus einer einzigen Domäne, zwei redundanten Control-Processor-Modulen und einer multiprotokollfähigen, zentralen, passiven Backplane.
Auf jedem der vier Portmodule sind 16 User-Ports untergebracht. Die 128-Port-Version setzt sich aus zwei 64-Port-Systemen zusammen, die in einem Chassis untergebracht sind. Sie bilden jeweils eine eigene Domäne und können über ISLs miteinander verbunden werden. Auf der Backplane sind bereits die Verbindungen zwischen den beiden Hälften vorhanden, um alle 128 Ports in einer Fabric-Domain zu verwalten. Laut Brocade ist der Silkworm 12 000 für 10-GBit/s-FC vorbereitet. Die Backplane-Links sind darauf ausgelegt, Daten mit einer Geschwindigkeit von mehr als 3,2 GBit/s zu transportieren.
Der Silkworm 12 000 benötigt intern 96 Virtual-Channel-Interconnects, die den zentralen Speicher auf den vier 16-Port-Karten miteinander verbinden. Jede 16-Port-Karte verfügt über eine Bandbreite von 48 GBit/s zur Backplane. Das ist eineinhalb mal so viel wie die maximale Bandbreite des 16-Port-Moduls. Dagegen beträgt die Bandbreite zwischen zwei 16-Port-Karten mit 16 GBit/s nur die Hälfte der thereotisch möglichen Bandbreite von 32 GBit/s.
Brocade begründet dieses Design damit, dass es im praktischen Betrieb von SANs aufgrund des verteilten Datenverkehrs nie zu derartigen Lastszenarien komme. Zudem empfiehlt Brocade, die Initiator- und die Target-Ports zu verteilen, wodurch sichergestellt werde, dass keine Engpässe auftreten.
Ein zentraler Teil des Silkworm 12000 ist die so genannte "Channeled-Central-Memory"-Architektur, die auf einer Shared-Memory-Technik basiert. Der gemeinsam genutzte Speicherbereich ermöglicht es , dass mehrere Server gleichzeitig auf denselben Storage-Port zugreifen können. Dadurch wird auch das so genannte "Head of Line Blocking" vermieden, das laut Brocade bei Crossbar-Architekturen zwangsläufig auftritt. Zudem verteilt die Architektur die Last automatisch über die verschiedenen Switching-Engines.
Die ASICs von Brocade können sowohl zwischen den vier 16-Port-Modulen als auch lokal zwischen den Ports auf einer Karte switchen. Eine Serial-Crossbar-Architektur eignet sich nach Meinung von Brocade für SAN-Umgebungen nicht so gut. Sie biete zwar Vorteile bei statischem One-to-One-Traffic, weil alle Point-to-Point-Verbindungen gleichzeitig übertragen werden können. Bei den in SANs üblichen Many-to-One- oder One-to-Many-Beziehungen müsse sie dagegen laufend ihre Crosspoint Connections umswitchen.
Die von Brocade entwickelten neuen Bloom-ASICs unterstützen Funktionen wie hardwaregesteuertes Trunking und Hardware-Zoning auf Port- und auf WWN-Basis (World Wide Name). Zudem können die ASICs im FC-Header ein Priorisierungs-Bit setzen, womit sich Quality-of-Service-Funktionen implementieren lassen.
Das Hardware-Trunking lässt sich nur mit den 2-GBit/s-Silkworm-Switches nutzen, da es über die neuen ASICs gesteuert wird. Das Multiplexing erfolgt jetzt nicht mehr auf Sequenz- sondern auf Frame-Level und ist dadurch laut Brocade wesentlich effizienter. Ein Trunk kann bis zu vier ISLs mit einer Bandbreite von 8 GBit/s zusammenfassen.