Arista 7050X3 シリーズ スイッチ アーキテクチャ

このドキュメントは、hkatou Lab が Arista 7050X3 Series Switch Architecture White Paper を非公式に翻訳したものです。

原文・画像の著作権は Arista Networks にあります。

仮想化を使用するハイ パフォーマンス サーバの採用の増加と、仮想化技術と帯域幅が大きくなるコンテナによって、最新のエンタープライズ・クラウド・キャリア ネットワークのリーフ・スパインの両方で、高密度な 25G と 100G のイーサネット スイッチングのニーズが高まっています。

次世代ネットワークは、構造の変化によりハイ パフォーマンス・スケール・高効率と機能追加のバランスを提供するシステムが必要とされており、既存の機能を失うことなく、新しいトンネリング、ルーティングの選択肢、新しい監視、テレメートリー、プログラマビリティが求められます。

Arista 7050X3 シリーズは、ワイヤ スピードのレイヤ 2 と レイヤ 3 機能を低遅延で統合する、柔軟なデータセンター スイッチです。負荷分散、ネットワーク追跡、ソフトウェア駆動型クラウド ネットワーキングの包括的で一貫性のある機能を持っています。

• 複数ネットワークの使用率による、最適パスの選択
• ラインレートで低遅延な、ネットワーク アドレス 変換 (NAT)
• バッファのキャプチャとフロー追跡を持つ、拡張されたネットワーク テレメートリー
• 2 倍のスループットとスケール、完全に共有されたインテリジェント バッファ
• VXLAN ルーティングを含む、進化した機能のサポート

7050X3 は 10G , 25G , 40G , 50G , 100G を含む広範囲のインターフェース速度をサポートし、Arista EoS と組み合わせて、ビッグデータ、クラウド、仮想化された従来のネットワーク設計に必要な豊富な機能、無数の異なるプリケーションと、最新のデータセンターに見られる東西トラフィック パターンを提供します。

Arista 7050X3 スイッチは、Arista 7050X シリーズの鍵となる新技術と機能を、大幅なレイヤ 2 と レイヤ 3 スケールで製品ラインナップを強化します。

7050X3 シリーズは 25G と 100G アップリンクを 7050X 製品ラインナップに導入します。100G でネットワークを運用することは、40G と比べて帯域幅が大幅に増加するだけでなく、全体帯域幅をスケールするために、より効率的で費用対効果の両方を高める方法でもあります。

7050X3 は10G , 25G , 40G , 100G で一貫性のあるケーブル接続を備えているため、ケーブルとサーバ インフラで投資保護を実現し、ネットワークをアップグレードするための、簡易な移行パスを提供します。

これはあらゆる規模のお客様のネットワークを、25G サーバ技術へ移行し、サーバのパフォーマンスと高帯域幅のメリットを最大限に活用できます。

他に 7050X3 は以下の拡張性を持っています。 :

• すべてのポートに共通な、32MB 完全共有パケット バッファ インテリジェントな動的バッファ管理は、すべてのポートへ公平にバッファを割り当てることで、速度の変化や、マイクロ バースト、持続したネットワークの輻輳に対し、クリティカルなアプリケーション トラフィックのためにバッファを予約して管理します さらに PFC , ETS , RoCE などの機能のサポートにより、7050X3 はストレージ アプリケーションのための、ロスレス イーサネットを可能にします
• ネットワーク スケーラビリティは、スイッチの転送テーブルのサイズによって、直接的なインパクトを受けます 多くのシステムでは '1 つのサイズをすべてに適用' させるアプローチで、転送エントリの一般的なタイプ (ルート・ARP など) それぞれに、固定サイズで独立したテーブルを使用します
• Arista 7050X3 シリーズのパケット プロセッサ アーキテクチャは、柔軟なパケット パイプラインで強化されています。これはスイッチのソフトウェア アップグレードを通じて、スイッチのフォワーディング プレーンに新機能をもたらすことができます 変更や交換は必要ありません。これは迅速なテストや新機能の構築が可能になり、コストの掛かるリプレースやネットワークのアップグレードを待つことを、回避できます UFT により提供される柔軟なリソースの割り当てとともに、柔軟なパイプラインはプラットフォームの多様性を増加させ、幅広い使用例を可能とし、投資保護を確保します
• Arista 7050X3 シリーズのアーキテクチャは、カット スルーとストア・アンド・フォワード スイッチングをサポートします プラットフォームは 2 つの同じスピードのポート間や、高速なポートから低速なポート間であっても、カット スルー スイッチングで 800ns の超低遅延を提供します
• 7050X3 は EOS の一貫した機能をサポートしており、それは既存の Arista X-シリーズですべてサポートされている、スマート・システム・アップグレード (SSU) , LANZ , 高度なネットワーキング テレメートリー、パケットのタイムスタンプ機能を含みます

7050X3 プラットフォームは、システム パフォーマンス、スケール、一貫した機能と革新性の向上とともに、大規模エンタープライズのデータセンター、ビッグデータ、機械学習環境、従来の仮想化データセンター、サービス プロバイダーのエッジ ネットワーキングの役割の進化に最適です。

Arista 7050X3 シリーズのモデルと選択肢

7050X3 シリーズは、柔軟なインターフェース タイプとシステム密度から、モデルを選択できます。

画像 1. Arista 7050X3 シリーズ

以下の表は 7040X3 シリーズ モデルの詳細を提供します。

表 1. 7050X3 シリーズ - システム仕様

7050X3 モデル	7050CX3-32S	7050CX3M-32S	7050SX3-96YC8	7050SX3-48YC12	7050SX3-48YC8	7050TX3-48C8
スイッチの高さ (RU)	1	1	2	1	1	1
10G RJ45	-	-	-	-	-	48
10G SFP+	2	2	2	-	-	-
25G SFP28	-	-	96	48	48	48
40G QSFP+	-	-	-	-	-	-
100G QSFP28	32	32	8	12	8	8
10G ポートの最大密度	128 (129)*	128 (129)*	128 (129)*	96	56	56
25G ポートの最大密度	128	128	128	96	56	56
40G ポートの最大密度	32	32	8	12	8	8
100G ポートの最大密度	32	32	8	12	8	8
ハードウェアの最大システム スループット (Tbps)	6.4	6.4	6.4	4.8	4.0	2.56
最大フォワーディング レート (Bpps)	2	2	2	2	1	1
レイテンシ	800nsec から	800nsec から	800nsec から	800nsec から	800nsec から	800nsec から
パケット バッファ メモリ	32MB	32MB	32MB	32MB	32MB	32MB

* ノート : 10G 密度はこれらのモデルで追加 SFP+ ポートを使用します。最初の SFP+ ポートは常にアクティブで、2 つめは共有ポートになっており、共用インターフェースを無効化することで、有効になります。

Arista 7050X3 シリーズの構築シナリオ

7050X3 モデルそれぞれは、複数の接続オプションを提供します。それは拡張可能なリーフ・スパイン デザインを構築するための柔軟性です。7050X3 シリーズ全体が提供する運用の柔軟性によって、多様な構築シナリオへ適合が保証されます。サーバ ラックのための、高密度なトップ・オブ・ラック スイッチは、10GE と 25G 両方のシステムで使用例があります。:

• 10GE から 25GE の移行 - IEEE 802.3by 25GE とコンソーシアム準拠は、次世代のイーサネット パフォーマンスへ、円滑な移行を促します

• グリッド / HPC - 費用対効果と電力効率の要求されるデザインは、10G と 25G サーバによって、ノン-ブロッキングや最小限な帯域超過を現実とします

• リーフ-スパイン - テレメートリーと可視化機能を備えた、オープン スタンダードの L2 と L3 ベースの 2 層デザイン
  • Secure Cloud Environments — MACsec on the 7050X3M Series for leaf and spine
• セキュア クラウド環境 - リーフとスパインに 7050X3M シリーズの MACsec

• 100GE スケール アウト デザイン - 小規模から中規模な場所で要求される、電力効率と高密度でコンパクトなシステム デザイン

• 128 ECMP まで増速可能な デザイン - 費用対効果の高いマルチ パスは、オープン プロトコルと 100GE モジュラー スパイン スイッチとして Arista 7320X と 7500R を使用します
• ラージ スケール L2 環境 - UFT の柔軟なリソース割り当ては、最大スケールを許可します

画像 2. 7050X3 の構築シナリオ

Arista 7050X3 アーキテクチャ

7050X3 シリーズのすべては、基本とするシステム デザインを共有して作られており、高性能 x86 CPU と 8GB システムメモリをコントロール プレーンに持ちます。CPU は内部フラッシュ、電源、ファン、管理 I/O , 周辺機器に接続されています。x86 CPU は PCIe 経由でスイッチのチップに接続され、チップはフロント パネル ポートに直接接続された、すべてのデータ プレーン フォワーディングを実行します。

画像 3. 7050X3 アーキテクチャ

Arista 7050CX3-32S

7050CX3-32S は、32 個の 100G QSFP ポートを持つ 1RU システムで、6.4Tbps までのワイヤスピードを提供します。

このスイッチは高密度 100G or 40G スパイン接続や、ハイパフォーマンスサーバとストレージ接続用にそれぞれの QSFP インターフェースで 2x50G をサポートします。

画像 4. 7050CX3-32S スイッチ

7050CX3-32S は、高密度 100GbE システムで、 129 までの個別ポートを提供します。

• 10GbE から 100GbE まで 5 つのスピードの範囲で 32 個の QSFP ポート
• それぞれのポートは、4x10G , 4x 25G , 1x40G , 2x50G , 1x100G に設定可能

• 2 つの 1/10G SFP+ ポート (33,34) が代替接続オプションとして提供
  • SFP+ ポート 34 は、QSFP ポート 32 (32/2 と 32/4) の 2 レーンと共有されています
  • デフォルトではポートの 32/1 と 32/3 と 34 は 2 つの 10/25G ブレークアウトと 1 つの SFP ポートを提供します (32/2 と 32/4 は無効化)
  • SFP+ ポートの 34 を無効にすると、QSFP eth32/1-4 がアクティベートされ、1 つの 40/100G ポートもしくは 4 つの 10/25 ブレークアウトを提供します
• QSFP ポートは、IEEE 25GbE 仕様をサポート
• ワイヤスピード パフォーマンスと 32MB の完全共有バッファ
• カットスルー スイッチと 800ns の低遅延をサポート

画像 5. 7050CX3-32S アーキテクチャ ブロック ダイアグラム

Arista 7050CX3M-32S

7050CX3M-32S は、32 個の 100G QSFP ポートを持つ 1RU システムで、MACsec と 6.4Tbps までのワイヤスピードを提供します。

このスイッチは高密度 100G or 40G スパイン接続や、ハイパフォーマンスサーバとストレージ接続用にそれぞれの QSFP インターフェースで 2x50G をサポートします。

画像 6. 7050CX3M-32S スイッチ

• 7050CX3M-32S は、高密度 100GbE システムで、 129 までの個別ポートを提供します。
  • 10GbE から 100GbE まで 5 つのスピードの範囲で 32 個の QSFP ポート
  • それぞれのポートは、4x10G , 4x 25G , 1x40G , 2x50G , 1x100G に設定可能
• 2 つの 1/10G SFP+ ポート (33,34) が代替接続オプションとして提供
  • SFP+ ポート 34 は、QSFP ポート 32 (32/2 と 32/4) の 2 レーンと共有されています
  • デフォルトではポートの 32/1 と 32/3 と 34 は 2 つの 10/25G ブレークアウトと 1 つの SFP ポートを提供します (32/2 と 32/4 は無効化)
  • SFP+ ポートの 34 を無効にすると、QSFP eth32/1-4 がアクティベートされ、1 つの 40/100G ポートもしくは 4 つの 10/25 ブレークアウトを提供します
• すべての QSFP ポートでワイヤスピードの MACsec とインターフェースの速度選択をサポート
• QSFP ポートは、IEEE 25GbE 仕様をサポート
• ワイヤスピード パフォーマンスと 32MB の完全共有バッファ
• カットスルー スイッチと 800ns の低遅延をサポート

画像 7. 7050-CX32M-32S アーキテクチャ ブロック ダイアグラム

Arista 7050SX3-96YC8

7050SX3-96YC8 は、96 個の 25G SFP ポートと 8 ポートの 100G QSFP を持つ 2RU システムで、全体で 6.4Tbps までのスループットを提供します。

このスイッチは 10/25G リーフ ネットワークと 40G or 100G アップリンク ネットワークにより、コンピューティングとストレージラックの多彩なポート速度の選択肢に最適化されており、1/10G の高密度スイッチを必要とする環境へ移行できます。

画像 8. 7050SX3-96YC8 スイッチ

7050SX3-96YC8 は、高密度 25GbE / 10GbE と 100GbE のシステムで、129 までの個別ポートを提供します。

• 96 個のワイヤスピード SFP28 ポートは、1G/10G/25G をサポート
  • ポート速度は、4 ポートのグループごとに設定可能です

• 8 個の QSFP ポートは 10G から 100G まで 5 つの速度範囲を持ちます
  • それぞれのポートが 4x10G , 4x25G , 1x40G , 1x50G , 1x100G に設定可能
• 2 つの 1/10G SFP+ ポート (105,106) が代替接続オプションとして提供
  • SFP+ ポート 105 は、SFP28 ポート 46 と 48 と共有されています
  • デフォルトでは SFP28 ポートの 46 と 48 はデフォルトで有効で、ポート 105 を有効にするためには 46,48 を無効化しなくてはなりません
• IEEE 25GbE 仕様の完全サポートは、10G から 25G の移行を可能にします
• ワイヤスピード パフォーマンスと 32MB の完全共有バッファ
• カットスルー スイッチと 800ns の低遅延をサポート

画像 9. 7050SX3-96YC8 アーキテクチャ ブロック ダイアグラム

Arista 7050SX3-48YC12

7050SX3-48YC12 は、48 個の 25G SFP ポートと 12 ポートの 100G QSFP を持つ 1RU システムで、全体で 4.8Tbps までのスループットを提供します。

このスイッチはノン・ブロッキングで多彩なポート速度の選択肢を持てるスパインとリーフ両方に最適化されており、高密度コンピューティングとストレージのラックに向いています。

画像 10. 7050SX3-48YC12 スイッチ

7050CX3-48YC12 は、高密度 10/25GbE と 100GbE QSFP を持ち、以下を提供します。

• 48 個のワイヤスピード 25GbE ポートと 12 個の 40/100G QSGP ポートは、ブレークアウト ケーブルと並列オプティクスを使用した際に 10/25G で合計 96 ポートまで使用できます
• IEEE 25GbE 仕様の完全サポートは、10G から 25G の移行を可能にします
• 48 個の高密度 SFP ポートは、4 つのグループで 1/10/25G の混合速度を可能にします
• 12 個の QSFP のそれぞれのポートは、4x10G , 4x 25G , 1x40G , 2x50G , 1x100G に設定可能

• 1/10G から 25G の移行は、親和性のある SFP とケーブルが簡易にします
• ワイヤスピード パフォーマンスと 32MB の完全共有バッファ
• カットスルー スイッチと 800ns の低遅延をサポート

画像 11. 7050SX3-48YC12 アーキテクチャ ブロック ダイアグラム

Arista 7050SX3-48YC8

7050SX3-48YC8 は、48 個の 25G SFP ポートと 8 ポートの 100G QSFP を持つ 1RU システムで、全体で 4Tbps までのスループットを提供します。

このスイッチは 10/25G リーフ ネットワークと 40G or 100G アップリンク ネットワークにより、高密度なコンピューティングとストレージラックの多彩なポート速度の選択肢に最適化されています。

画像 12. 7050SX3-YC8 スイッチ

7050CX3-48YC8 は、高密度 10/25GbE と 100GbE QSFP を持ち、以下を提供します。

• 48 個のワイヤスピード 25GbE ポートと 8 個の 40/100G QSGP ポートは、ブレークアウト ケーブルと並列オプティクスを使用した際に 10/25G で合計 56 ポートまで使用できます
• IEEE 25GbE 仕様の完全サポートは、10G から 25G の移行を可能にします
• 48 個の高密度 SFP ポートは、1G / 10G / 25G を任意の組み合わせで使用できます
• 8 個の QSFP のそれぞれのポートは、4x10G , 4x 25G , 1x40G , 2x50G , 1x100G に設定可能

• 1/10G から 25G の移行は、親和性のある SFP とケーブルが簡易にします
• ワイヤスピード パフォーマンスと 32MB の完全共有バッファ
• カットスルー スイッチと 800ns の低遅延をサポート

画像 13. 7050SX3-48YC8 アーキテクチャ ブロック ダイアグラム

Arista 7050TX3-48C8

7050TX3-48C8 は、48 個の 10G Base-T ポートと 8 ポートの 100G QSFP を持つ 1RU システムで、全体で 2.56Tbps までのスループットを提供します。

このスイッチは 10G リーフ ネットワークと 40G or 100G アップリンク ネットワークにより、8-way ECMP スパイン ネットワークに接続する、高密度なコンピューティングとストレージラックの多彩なポート速度の選択肢に最適化されています。

画像 12. 7050SX3-YC8 スイッチ

7050CX3-48C8 は、高密度 10GbE RJ-45 と 100GbE QSFP を持ち、以下を提供します。

• 48 個のワイヤスピード 10GbE RJ-45 ポートと 8 個の 40/100G QSGP ポートは10G で合計 56 ポートまで使用できます もしくはブレークアウト ケーブルと並列オプティクスを使用した際に 10/25G と 40/100G の柔軟な組み合わせることが来ます
• • 1G and 10G BaseT RJ45 over UTP Category 5, 5e, 6 and 6A structured cabling
• 1G と 10 Base-T RJ-45 の UTP カテゴリ 5 , 5e , 6 , 6A 構内配線
• 8 個の QSFP のそれぞれのポートは、4x10G , 4x 25G , 1x40G , 2x50G , 1x100G に設定可能

• Easy migration from to 100G spine in combination with other 7050X3 Series foer 10G to 25G server connections
• 10G から 25G のサーバ接続用の別の 7050X3 シリーズと組み合わせて、100G スパインから 100G スパインに簡易に移行できます
• ワイヤスピード パフォーマンスと 32MB の完全共有バッファ
• コストとスペース効率の高い高密度サーバラックのために、低消費電力とカットスルー スイッチングと低遅延をサポート

画像 15. 7050CX3-48YC8 アーキテクチャ ブロック ダイアグラム

ポート ID

40GbE QSFP+ と 100GbE QSFP28 トランシーバは、同じ物理サイズのため QSFP ベースのポートに挿入可能です。エンジニアが正確なポートタイプでトランシーバを挿入するために、スイッチがフロントパネルでポートの機能を示すことが重要です。

この画像は 2 つのタイプの QSFP ポート表しています。ポートは紫でハイライトされた右側が、これらを QSFP28 であることを示しています。これらのポートは QSFP+ と QSFP28 トランシーバの両方をサポートします。紫の線が無い左側にあるポートは、QSFP+ のみで QSFP28 のサポートはありません。

LED は以下のポートで 4 つセットになっています。左側のセットは上段のポートで、右側のセットは下段のポート用です。ポートが 40G か 100G のいずれかに設定されているときは、接続したときに 4 つの各グループの左端の LED が緑色に点灯し、ほかはオレンジに点灯します。ポートを 10G or 25G ブレークアウトとして設定したときは、それぞれの 4LED は関連するリンクが接続されたときに緑色に点灯します。QSFP28 ポートに 50G 接続をしたときは、LEDs は 1 と 3 がリンクの状態を示し、2 と 4 はオレンジになります。

画像 16. QSGFP+ と QSFP28 ポート

25GbE に使用されるトランシーバは SFP28 で、これは 1GbE SFP と 10GbE SFP+ と同じサイズです。

25GbE が可能なポートの識別を容易にするために青緑色で外側を囲っており、25GbE が使用可能な SFP ポートを以下に示します。

画像 17. SFP28 25GbE ポート

25G ポート グループ

7050SX3-48YC12 と 7050SX3-96YC8 の 10G/25G が使用可能な SFP ポートは、スピード設定が 4 ポートグループとして共有されます。それぞれのグループで 4 ポートのセットは、1 つのポート設定を持ちます - 1/10G or 25G. その最初に設定されたポートは、グループ内の他のすべてのポートのスピードを決定します。これは 100G QSFP ポートがブレークアウト モードで 1/10G or 25G スピードで使用されたときも適用されます。ポートグループ モードは、7050SX3-48YC8 にはてきようされません。

データセンター グレードの高可用性と冗長性

アリスタ 7050X3 シリーズ スイッチは、高可用性のためにソフトウェアとハードウェアの視点の両方からデザインされています。キーとなる高可用性の機能は、以下が含まれます :

• 1+1 ホットスワップ対応電源と、4 つの N+1 ホットスワップ ファン
• 色わけされた電源とファン
• ライブ ソフトウェア パッチ
• 自己修復ソフトウェアとステートフル・フォルト・リペア (SFR)
• スマート・システム・アップグレード (SSU)
• アクティブ/アクティブ L2 マルチパスのための、マルチシャーシ LAG
• 負荷分散と冗長性のための、128-way の ECMP ルーティング

表 2. 7050SX3 シリーズ - 電源とファン冗長

7050X3 モデル	7050CX3-32S	7050CX3M-32S	7050SX3-96YC8	7050SX3-48YC12	7050SX3-48YC8	7050TX3-48C
電源 (冗長)	2 ホットスワップ (1+1)
ファン (冗長)	3 ホットスワップ (N+1)	4 ホットスワップ (N+1)			2 ホットスワップ (N+1)
エアフロー	前面吸気/背面排気 背面吸気/前面排気	前面吸気/背面排気 背面吸気/前面排気	前面吸気/背面排気 背面吸気/前面排気	前面吸気/背面排気	前面吸気/背面排気 背面吸気/前面排気

画像 18. 7050SX3-48YC12 スイッチ 背面

画像 19. 7050CX3M-32S スイッチ 背面

画像 20. 7050SX3-48YC8 / 7050TX3-48C8 スイッチ 背面

画像 21. 7050SX3-96YC8 スイッチ 背面 - 前面吸気/背面排気 (赤色)