Arista Networks——开创网络新纪元<br/>

Arista Networks——开创网络新纪元

2010-08-08黄红光

电脑与电信 2010年1期

特约通讯员黄红光

数据中心正在向万兆以太网技术过渡，以此来满足当今网络爆炸性的数据需求。随着万兆以太网成为市场的亮点，新一代的数据中心级产品正在冉冉升起。Arista Networks(前身为Arastra)公司开发了7100系列交换机和EOS等革命性的数据中心基础设备相关产品，逐步确立了其在以太网技术领域的领先地位。

当前，服务器、存储介质和网络是IT基础架构的三大基石。随着万兆以太网的发展，传统的基础设施已经不再满足要求，世界各地的网络公司都在不断寻求加强基础设施的方法和途径，以满足计算强度大、功率密度大和超低延迟等新的网络要求。目前包括谷歌、微软、雅虎等众多IT公司都已经在该领域展开角力。

Arista Networks(以下简称 Arista)公司位于美国加州，是由美国服务器生产商SUN创始人之一的Andreas von Bechtolsheim于2008年创建，其前身为Arastra公司，这家初创公司主要致力于为大型数据中心和计算环境提供网络解决方案，其中包括高性能万兆以太网交换设备和云网络互联方案。产品主要面向谷歌等需要处理大量数据的企业，帮助这些企业尽可能地提高数据中心的数据传输速度。

Arista整个团队拥有众多经验丰富的管理人员和来自于各个领先网络公司的优秀工程人才，其中Andreas Bechtolsheim担任公司董事长及CDO，前思科高管Jayshree Ullal担任总裁和CEO。通过分销合作伙伴、系统集成商和零售商在全球范围内提供其产品，Arista全力满足其合作伙伴和客户的需求。

Arista“云”网络架构

任何希望成为IT行业领先者的公司，都必须站上“云”端，Arista也不例外。Arista在组建之初就发布了首个能够提供可扩展数据中心和计算环境的云计算网络平台。客户通过这个平台共享服务器和存储资源，能够比传统的企业解决方案更迅速地部署应用程序，而且采用云计算基础设备部署应用程序，可以使整个网络具有更好的灵活性，这是传统的silo计算模型所难以实现的。

与传统的OSI堆栈层在网络层(2/3/4层)和应用层(第7层)之间采用明显的分离方式不同，Arista云计算网络架构的层与层、网络与网络之间没有明显的边界，其边界由基础设施和现代的网络应用耦合到了一起，通过增加一个独立于服务器共享资源之外的无状态服务器，来提供一个无阻塞的、能够稳定并隔离各个应用领域的网络结构。

Arista云网络模型示意图

Arista“云”网络的特征：

可扩展性：可以扩展到数千个节点，并在整个“云”网络提供无阻塞传输。

低延迟：延迟是提高应用性能的瓶颈所在，而“云”网络可以很好地降低网络延迟。

可靠性：大量的服务器为客户提供了各种可预测和可靠的功能，其中包括高性能计算应用、网络、视频和其它数据服务。

扩展管理：服务器能够很好地兼容企业网络和服务供应商网络。

自愈恢复功能：在规模较大的网络中，故障控制和自动愈合变得更加重要，而“云”网络很好地做到了这一点。

Arista这个独特架构的云计算网络平台性能优越，从而广受关注，Appro、Citrix、GreenPlum、IBRIX、Panasas、Solace等众多大公司均与Arista达成技术合作伙伴关系，使Arista扩大了产品市场的占有率，也增加了其在业界的知名度。

Arista云网络系统示意图

Arista 7100系列产品对比图

连接下代以太网——7100系列交换机

基于虚拟化和云计算的新网络环境需要大量万兆以太网(GbE)连接可扩展的网络基础设施，未来连接可能需要更高速度的以太网，因此如何提高以太网的速度以及如何解决数据交换问题也是当前的研究热点。

Arista7100系列交换机是具有高性能、极低延时等特点的2/3/4层 10 Gigabit以太网数据中心级交换机产品，其所有端口都适用于各种10GbE SFP+或GbE SFP光纤光缆或铜缆物理层等任选方案，以便各类型客户可将其现有的基于千兆以太网的服务器以无缝迁移路径方式升级到基于万兆以太网的高性能服务器上，同时还可实现向虚拟化环境的过渡，使设备具有最大灵活性及获得最高的投资保障。

7100系列交换机可始终保持极低的延时性，且不受数据包大小及端口速度限制，即客户无论是在千兆速度下还是万兆速度下都可获得行业领先的延时性，并且其延时性亦具有可预测性，即使在随机变化的网络环境中数据包的延时也极小的，而这正是提高与保持应用性能服务机利用率的关键所在。

7100系列交换机旨在使设备软硬件具有高可用性，其主要特性包括：(1)两个1+1热插拔独立电源；(2)五个N+1热插拔独立风扇；(3)两个管理端口；(4)在线软件升级(ISSU)功能；(5)自愈软件具有状态故障修复(SFR)功能；(6)高达16个10GbE端口/链接聚合组(LAG)；(7)均衡负载能力。

7100系列交换机主要适用于以下网络环境：(1)柜顶服务器聚合；(2)刀片服务器聚合；(3)校园分布层；(4)高性能计算(HPC)集群互联；(5)存贮访问；(6)云网络互联。

此外，7100系列交换机采用了Arista独创的数据中心类操作系统：EOS(可扩展操作系统，Extensible Operating System)。该操作系统配有精确的模块保护内存架构，可确保网络系统获得良好的稳定性和可用性。

Arista 7100系列产品的价格只有思科同类产品1/10，其直接面向谷歌、雅虎等需要尽可能提高计算中心速度的面向数据组织，目前已经在政府实验室、大学和新兴网络公司等众多场合得到了很好的应用。

2009年3月，Arista万兆以太网(GbE)交换机及相关解决方案在日本全面上市，将市场扩展到了亚太地区。Arista高密度、低延迟的以太网交换机给其它以太网交换机厂商树立了性能标杆，其7100系列交换机于2009年12月获得HPCwire杂志“最佳互连产品或技术”读者选择奖。

可扩展的操作系统—EOS

为了紧密结合7100等系列交换机硬件设备，充分发挥出硬件性能，Arista设计了独有的可扩展操作系统EOS，该系统可以对每个进程进行监测，出现故障时可以自动重启。同时允许对各软件元件进行在线升级(ISSU)，且升级时不会对系统运行造成干扰。

EOS性能优越的关键在于其独特的系统架构。这个以系统数据库Sysdb(system database)为中心、多线程共享的独特架构，可以显著提高和发展下一代数据中心功能。

EOS独特结构的优点主要有：

EOS系统架构

vEOS管理示意图

(1)所有应用程序(包括CLI会话、硬件设备的驱动、协议操作等后台程序)都拥有一个单独的地址空间。(2)系统数据库(Sysdb)存在于所有的区域中，并可以代理执行所有处理。由于不包含应用程序代码，系统数据库是非常可靠的，提高了应用处理的可靠性。(3)所有处理程序都在用户的地址空间运行，而不是在内核中进行，减轻了内核的负担。

EOS采用高度模块化的软件设计，且基于独特的多进程状态共享体系结构，自身的处理进程能完全从网络状态上分离，这使故障恢复和系统完善升级处于稳定状态，不会影响系统运行状态。此外，EOS还提供了很好的鲁棒性和可靠性的数据中心通信服务，整个软件系统具有以下优点：

模块化：拥有软件容错控制系统，提供了卓越的稳定性单一的、可以独立升级的模块。

高可用性：(1)所有模块拥有在服务软件中独立升级的功能(ISSU)；(2)故障模块监测进行自我修复。

可扩展性：(1)满足客户定制的需求；(2)集成了虚拟化环境。

可管理性：(1)采用CLI行业标准，简化了管理任务；(2)适应内部网络管理系统；(3)可按照客户功能要求对系统进行自定义。

虚拟化环境的新式管理员——vEOS

云计算的技术基础是软件虚拟化，物质基础是数据中心，而数据中心的技术基础是硬件虚拟化，所以云计算将同时具备软件虚拟化和硬件虚拟化的优势。但是虚拟化可能因为网络的原因出现问题。Arista研究团队不断尝试通过虚拟交换机来清除在企业进行大型服务器虚拟化时发生的网络瓶颈，最终于2009年9月份发布了vEOS软件系统，通过该系统可以弥补物理网络和虚拟网络之间的虚拟差距。

服务器虚拟化的一个最主要的网络挑战是虚拟化网络、安全模板、虚拟机配置以及这些在物理主机移植时的管理，执行这些任务是很难的，并且时常妨碍企业在服务器整合和动态资源分配中实施服务器虚拟化。为了解决这个难题，实现对虚拟网络无缝的、一致的管理，Arista扩展了命令行界面(CLI)和基于标准物理网络管理协议的虚拟网络业界管理标准，在EOS的基础上提出了一个创新的虚拟化操作系统：vEOS(virtualized Extensible Operating System，虚拟化可扩展操作系统)。vEOS是一个可以运行在Arista所有物理交换机上的EOS操作系统的镜像，能够在装载虚拟服务器的物理器上作为一个虚拟设备工作。

vEOS可以建立对物理网络和虚拟网络的统一管理，从而完成简化端口配置、上行网络配置及监测虚拟开关操作状态等网络管理任务。

vEOS满足了虚拟网络与物理网络无缝连接的多项关键指标：

(1)提供了类似物理交换机管理的界面，使网络管理员可以采用管理物理交换机的方式管理虚拟交换机；

(2)减轻了虚拟主机管理员的网络配置负担；

(3)向网络管理员提供了可视化的、可自动运行的故障诊断功能。

由于vEOS的出现，服务器及网络管理员可以采用自己独特的、易于理解的工作方式管理虚拟化基础设施的云网络连接。

此外，Arista还与主要配件生产厂商 Server Engines、Solarflare、Neterion、Mellanox、Intel等进行紧密合作，提高了产品的兼容性，给客户带来最佳性价比的解决方案。

至成立以来，Arista在业内的卓越表现有目共睹，在2009年5月获得了全球最具影响力的投资风向杂志《Red Herring》的肯定，被该杂志评选为“北美百强新兴企业”之一。

网络作为一种基础平台，在企业全球化协作及商务运营等方面发挥着不可估量的巨大作用。网络的力量将无处不在，而云计算的普及与拓展也将在网络的未来发展过程中进一步体现。通过部署数以百万计服务器、存储介质和网络设备，来实现的超大规模计算环境的云计算网络模式，降低运营费用的同时也在逐步改变IT行业的增长方式。

云计算应用设备领域虽然处于初始阶段，但是竞争就已经非常激烈了，各大公司都想在这一新兴领域分一杯羹。Arista在与众多大公司的竞争中获得一定生存空间，凭借其创新的产品和革命性的解决方案，渐渐扩大对该领域发展的推导作用。随着云计算的不断推广，Arista也必将会被越来越多的人所关注。

参考资料：

1、www.aristanetworks.com/en/Index