交换机按照品牌可以分为品牌交换机、裸机交换机、白盒交换机。
对比:
交换芯片为交换机核心芯片之一,决定了交换机的性能。交换机主要功能是提供子网内的高性能和低延时交换,而高性能交换的功能主要由交换芯片完成。同时由于交换机的部署 节点多、规模大,需要交换机具备更低的功耗、和更低的成本,对交换芯片功耗和成本提 出了更高的要求。
目前交换机芯片主要有商用和自研两种:
从交换机厂商市占率以及交换厂商自研交换芯片研发情况来看,市场上交换芯片主要被思 科和高通垄断。根据 IHS Market 预测,数据中心以太网交换机市场中,商用芯片出货将 在 2023 年达到所有芯片的 62%,高于 2018 年的 56%;与此同时,专有/定制芯片将从 2018 年的 38%下降至 2023 年的 25%左右,可编程芯片将从 2018 年的 6%上升至 2023 年的 13%。
Broadcom Inc.是全球技术领导者,致力于设计,开发和提供广泛的半导体和基础设施软件解决方案。Broadcom的类别领先产品组合服务于关键市场,包括数据中心,网络,软件,宽带,无线,存储和工业。解决方案包括数据中心网络和存储,专注于自动化,监控和安全性的企业和大型机软件,智能手机组件,电信和工厂自动化。
主要交换机芯片大类有:
在以太交换芯片领域,Broadcom除了拳头产品Trident(Trident跟Tomahawk同属于StrataXGS)以外,还有另外一个大类产品StrataDNX。后者是Broadcom于2009年12月以1.78亿美元收购另一家以太交换芯片Dune networks之后整合而成(Dune当时在以太交换芯片领域名气甚于Broadcom)。
StrataXGS和StrataDNX来自两个不同的妈,技术架构完全不同。采用StrataDNX的产品一般有独立的交换线卡,因此设备商采用StrataXGS多用于盒式交换机,StrataDNX多用于框式交换机,当然也有设备商使用StrataXGS背靠背方式用于框式交换机,成本得以显著降低。StrataDNX 的TM功能完备,可以用来实现部分场景下的高速路由器。
StrataXGS的两种系列的芯片,主要基于用户场景不同而使用不同的芯片,Trident系列适用于数据中心、园区及无线交换等场景;Tomahawk系列是基于超大规模云网络,存储网络及HPC等场景考虑的。
StrataXGS产品线提供市场上集成度最高,带宽最高的交换解决方案。StrataXGS交换机解决方案涵盖多个市场,包括数据中心云,企业布线室和汇聚以及用于访问,汇聚和嵌入式市场的服务提供商解决方案。StrataXGS系列产品可从数千兆位到数兆位的交换机扩展,提供智能缓冲技术,大表规模,丰富的数据包处理和流量管理功能以及数据平面可编程性的全面单芯片集成,从而提供现代所需的多功能性网络基础设施。
StrataXGS主要有td(Trident)系列和th(Tomahawk)系列。
StrataXGS®Trident4系列以太网交换机,旨在满足下一代数据中心和云计算环境以及高带宽企业和移动网络应用程序的性能,容量和服务要求。Trident 4架构以非常高的端口密度提供了完整的,用户可编程的转发和检测功能,同时保持了最低的功耗,时延和电路板占用空间。
Trident4具有广泛的功能,可以解决数据中心网络部署和分布式计算应用程序规模迅速增长的问题。这些功能包括灵活的带内和流式telemetry,具有灵活分配的大规模转发数据库,以允许针对所需应用进行定制,并支持最新的数据中心协议。
为了实现较高的网络利用率,Trident4具有多种负载均衡和拥塞管理技术,包括动态负载均衡,动态组多路径,弹性哈希,基于延迟的ECN标记和大流检测/重新优先级设置( Dynamic Load Balancing, Dynamic Group Multipathing, Resilient Hashing, Latency-Based ECN marking, and Elephant Flow detection/re-prioritization.)。
新的StrataXGS Trident4系列的主要属性和优点包括:
企业和服务提供商数据中心中的服务器接口开始从10GbE过渡到25GbE。同时,SDN在这些市场领域中占有一席之地,带来了许多新的要求,例如novel overlays,instrumentation and telemetry.。Trident 3在业界领先的Trident™系列中引入了数据平面可编程性和25 Gbps SerDes,以应对这些不断发展的市场。
通过支持多达32个100GbE端口,StrataXGS®Trident 3交换机系列可用于构建高度可扩展,低功耗,功能丰富的Top-of-Rack(ToR),(Aggregation)汇聚和(Spine)骨干交换机。可编程管道允许在部署后通过现场升级来添加新功能,从而为运营者提供资本支出保护。Trident 3的可编程性实现了最新的云级仪器和遥测功能,例如带内遥测。Trident 3的可编程性还可用于添加新的软件定义的转发和数据库重新配置功能。
此外,BCM56870设备的结构可以通过HiGig2™协议互连,以支持用于大型数据中心,企业和服务提供商应用的( multi-terabit)多兆位机箱设计。集成了FleXGS™可编程技术的StrataXGS Trident 3交换机旨在满足下一代数据中心和云计算应用程序的性能,容量和服务要求。
[In-band Telemetry]: https://docs.broadcom.com/doc/IBT-PB100 [Flow
Tracker]: https://docs.broadcom.com/doc/FlowT-PB100 [Trident3 Platform
Performance Analysis]: https://docs.broadcom.com/doc/12395356
随着企业数据中心中的服务器接口从1 GbE过渡到10 GbE,并且虚拟化继续提高链路利用率,数据中心网络要求具有密集的10 GbE端口和到主干层的100 GbE连接的Top-of-rack(ToR)交换机。
StrataXGS®Trident-II +交换机系列最多支持八个100GbE端口和100多个10GbE端口,可用于构建高度可扩展,低功耗,功能丰富的ToR交换机。Trident-II +系列与围绕StrataXGS Tomahawk™和StrataDNX™交换机系列构建的骨干交换机一起,是推动企业级云规模网络采用的理想组合。
- Trident 3 X7 ASIC(3.2 Tbps),最多128个端口,仅用于100G骨干网络。
- Trident 3 X5 ASIC(2.0 Tbps),最多128个端口,用于25 / 50G架顶式部署。
- 集成的SerDes降低了装箱ASIC的成本。
StrataXGS®Trident II交换机系列支持多达100个以上的10 Gb以太网(GbE)端口,并且在配置10GbE / 40GbE端口方面具有完全的灵活性,可用于构建高度可扩展,功能丰富的刀片式交换机。(ToR)交换机和汇聚设备以实现云规模的网络连接。
随着服务器接口过渡到更高的以太网速度,并且虚拟化继续提高链路利用率,数据中心网络要求交换机在访问和聚合层具有密集的10GbE和40GbE连接。此外,带有BCM56850器件的BCM56750的结构可以通过HiGig2™协议互连,以支持用于大型数据中心,企业和服务提供商应用的多兆位机箱设计。集成了SmartSwitch™的StrataXGS Trident II交换机旨在满足下一代数据中心,云计算应用,企业园区主干设备以及用于接入和移动核心网络的高密度结构的性能,容量和服务要求。
2019/12,https://docs.broadcom.com/doc/12398014
Broadcom®BCM56990系列是一类high-radix,高带宽的网络交换设备,最多支持64×400GbE,128×200GbE,256×100GbE,256×40GbE,256×25GbE或256×10GbE端口。该设备系列最多具有64个集成的Blackhawk7 SerDes cores,每个内核均具有8个集成的56 Gb / s PAM4 SerDes transceivers(收发器)以及相关的PCS,以原生支持多种物理连接选项,从而实现广泛的媒体,速度和覆盖范围。BCM56990在单个芯片上提供高达25.6 Tb / s的高带宽,无缝网络连接。
BCM56990是一款高性能和大容量设备,旨在满足下一代数据中心和云计算环境的要求。BCM56990架构以线速和最大端口密度提供了完整的L2和L3交换,路由和隧道功能,且功耗和延迟低。整个StrataXGS®产品组合均保持软件兼容性,从而简化了客户设计并缩短了产品上市时间。
2017.12 https://docs.broadcom.com/doc/56980-DS
超大规模云继续推动数据中心规模和带宽的增长。下一波超大规模的扩容需要400GbE和200GbE数据中心架构,以避免昂贵的光纤工厂拓扑更改,并支持深度学习和NVMe存储分解等新兴负载均衡。Tomahawk 3将56G-PAM4 SerDes引入行业领先的Tomahawk系列,支持高达12.8 Tb / s的交换芯片带宽以及新的400GbE和200GbE IEEE标准。
通过支持多达32个400GbE端口,StrataXGS Tomahawk 3交换机系列可用于构建高度可扩展的Top-of-Rack,Aggregation和(Spine)骨干交换机。(Instrumentation)仪表化是管理即将到来的超大规模云数据中心的大规模和带宽的关键。Thmahawk 3引入了Broadview™Gen3,其中包括最新的云规模Instrumentation和telemetry特性,例如,inland telemetry,latency distribution histograms 等。
2016年正式发布
随着服务器接口过渡到更高的以太网速度,以及虚拟化持续提高链路利用率,数据中心网络要求交换机在接入层和汇聚层具有密集的100GbE连接。StrataXGS®BCM56970交换机系列具有多达256个集成的25G SerDes,并具有配置10GbE / 20GbE / 25GbE / 40GbE / 50GbE / 100GbE端口的完全灵活性,可用于构建高度可扩展且功能丰富的top-of-rack(ToR)交换机和刀片式交换机和核心结构设备以实现云规模的联网。
StrataXGS BCM56970集成式SmartSwitch™旨在满足下一代数据中心,云计算应用程序,企业园区主干设备以及用于接入和移动核心网的高密度结构的性能,容量和服务要求。此外,BCM56970器件可以通过HiGig2™协议互连,以支持(multiterabit chassis designs)多兆位机箱设计。
2014年9月推出
Broadcom的BCM56960系列(也称为StrataXGS®Tomahawk交换机系列)可以帮助构建高度可扩展的,功能丰富的机架顶(ToR),刀片或聚合交换机,以实现云规模的网络。StrataXGS Tomahawk是第一个提供25 Gb / s SerDes的交换机系列,支持25/50 / 100GbE。它提供了3.2 Tb / s的总交换容量,从100 GbE的32个端口到25 GbE的128个端口,可灵活配置端口类型和速度以适合任何高性能网络应用。
StrataXGS Tomahwak系列交换机包括BroadView™ instrumentation(仪表盘),该仪器可为操作员提供telemetry功能,以对大型网络进行故障排除,应用控件以实现最佳性能,在潜在问题发生之前做出响应并降低OPEX。这包括广泛的应用程序流和调试统计信息,链路运行状况和利用率监视器,流网络拥塞检测和数据包跟踪功能。
支持高达32×100 GbE,64×40/50 GbE或什至128×25 GbE端口,总交换带宽为3.2 Tb / s
集成式低功耗25Ghz SerDes
权威支持25G和50G以太网联盟规范可
配置的管道延迟支持低于400 ns的端口到端口操作
支持包括RoCE和RoCEv2在内的高性能存储/ RDMA协议
BroadView仪器提供交换和网络级别telemetry功能
高密度FleXGS™流处理,可配置转发/匹配/动作功能
OpenFlow 1.3 +使用Broadcom OF-DPA™
支持overlay和隧道,包括VXLAN,NVGRE,MPLS,SPB
针对现有和新虚拟化协议的灵活策略实施
增强的Smart-Hash™负载均衡模式,避免了叶脊(Leaf-spine)拥塞的情况
集成Smart-Buffer™技术的性能比静态缓冲高出5倍。
适用于机架顶部ToR和可扩展框架应用的单芯片和多芯片HiGig™解决方案
应用领域:
StrataDNX产品线提供了业界商用硅交换机最大的可扩展性和可扩展性,并且能够扩展表并使用外部查找引擎或内存进行缓冲。StrataDNX芯片也可以通过DNX架构元素连接在一起,以构建业界领先的具有数百TB带宽的交换机和路由器。StrataDNX系列具有服务丰富的电信级可编程架构,可满足服务提供商核心,城域传输,移动回程,微波,POTN,接入和数据中心网络的需求。
SerDes/GPHY 96 * 50G
Broadcom的新型交换机SoC Jericho2和Ramon非常适合运营商以太网,边缘和核心路由器,数据中心云以及企业园区市场。
Jericho2是世界上第一个以高接口带宽为每个设备提供10 Tb / s数据包处理,同时集成了可伸缩的多太比特交换结构,分层流量管理器,可伸缩的数据包缓冲存储器和Elastic Pipe™数据包处理。这种独特的组合使设备制造商能够在更小的物理系统尺寸下以更高的端口密度,更低的功耗和更大的用户规模来彻底改变路由器设备的经济性。
StrataDNX系列可扩展产品是Broadcom高度集成的StrataXGS®Trident和Tomahawk®SoC的补充。它们共同提供了运营商,数据中心和企业市场上业界最全面的端到端交换解决方案组合。
Jericho2支持100和400 千兆以太网的标准实现,从而可以直接连接到Broadcom BCM56960 Tomahawk 3交换机SoC,这是业界首个用于云规模网络的高密度100/400千兆以太网交换机。此外,该设备支持高达400 Gigabit以太网的端口速度,从而实现了世界上最大的互连管道。用于运营商服务管理的集成加速器可为跨广域网(WAN)的运营商网络和分布式数据中心提供可视性和控制。
16纳米(nm)StrataDNX交换机系列提供以下设备选项:
Jericho2为最苛刻的运营商,园区和云环境提供了一套完整的高级功能。该器件支持低功耗,高带宽HBM数据包存储器,与片上存储器相比,可提供多达160倍的流量缓冲,从而在严重拥塞的网络中实现零数据包丢失。现场可重配置,灵活和弹性的数据包处理引擎允许客户特定的转发范例或对新协议的未来支持。
片上分层流量管理可确保运营商网络交付按服务水平协议service level agreements(SLA)所需的每用户带宽保证。
BCM88690和BCM88790结合了StrataDNX™的市场领先功能集和高带宽容量,从而实现了新一代创新型网络交换机系统。其中包括用于数据中心云的深度缓冲元素,以及结合了运营商和数据中心网络设备属性的高级和分类运营商云基础架构解决方案。
Broadcom的BCM88680系列(也称为StrataDNX®Jericho +交换机系列)可以帮助构建高度可扩展的,功能丰富的模块化机箱或汇聚交换机,以支持云规模联网和运营商网络应用。BCM88680器件可处理高达900 Gbps的流量,并在第2层到第4层支持多达9个100G全双工端口,并具有集成的深度缓冲流量管理功能和结构接口。
BCM88680系列是Dune可扩展交换产品线的第七代。与BCM88770交换矩阵元素(FE)器件一起,可用于构建各种网络交换机解决方案:
超过100 Tbps的核心/边缘交换机,具有用于数据中心,分组传输或运营商网络应用的单级架构
不同容量的多个互连机箱,这些机箱使用BCM88680和BCM88770架构创建可扩展的核心平台,可提供多达9000个100GbE或40GbE / 10GbE等效端口。
高性能:
Fabric接口:
SerDes界面与Dune的Fabric元素(BCM88770)
最多三个设备的无结构(无结构元素)配置
灵活的网络接口:
10GbE,25GbE,40GbE,50GbE,100GbE接口
在同一设备上支持混合OTN(ODU)和ETH端口–支持400GbE
流量管理:
深度缓冲,基于GDDR5 / DDR4 DRAM
大型片上缓冲器
分层QoS
可编程的分层调度
灵活的微码可编程分组处理器:
桥接,路由,MPLS,VPLS,L2VPN,L3VPN,OAM
数据中心隧道封装,包括VXLAN和NV-GRE
对数据中心,运营商和城域以太网以及传输应用程序的内置支持
具有片外扩展能力的大型片上表
OAM加速器引擎
OTN和TDM支持:
0 用于TDM / OTN流量的专用低延迟管道
TDM系统的固定且可预测的延迟数据路径
OTN和数据包的统一结构
Broadcom的BCM88670系列(也称为StrataDNX®Jericho交换机系列)可帮助构建高度可扩展,功能丰富的模块化机箱或汇聚交换机,以支持云规模联网和运营商网络应用。BCM88670器件可处理高达720 Gbps的流量,在第2层至第4层支持多达6个100G全双工端口,并具有集成的深度缓冲流量管理功能和光纤接口。
BCM88670系列是Dune可扩展交换机产品线的第六代。与BCM88770交换矩阵元素(FE)器件一起,可用于构建各种网络交换机解决方案:
超过100 Tbps的核心/边缘交换机,具有用于数据中心,分组传输或运营商网络应用的单级架构
不同容量的多个互连机箱,这些机箱使用BCM88670和BCM88770架构创建可扩展的核心平台,可提供多达6,000个100GbE或40GbE / 10GbE等效端口
Broadcom®BCM88790是Fabric Element(FE)设备的StrataDNX™产品线的第五代产品,并且是一种基于单元的自动路由交换元件。与BCM88690一起,BCM88790为交换结构,流量管理,数据包处理和网络接口提供了完整的解决方案。交换平台最多可扩展至24,000个100GbE端口或6,000个400GbE端口。BCM88790提供了三个维度的可扩展性:端口速率,端口数和流量管理服务,使用户可以使用各种流量管理方案连接混合速率的线卡,例如每个100 Gbps至9.6 Tbps。
BCM88790用于构建各种网络交换机解决方案:
超过460 Tbps的核心/边缘交换机,具有用于数据中心,分组传输或运营商网络应用的单级结构。
不同容量的多个互连机箱,使用BCM88790两级结构创建可扩展的核心平台,可提供多达6,000个400GbE端口
Broadcom®BCM88770是结构元素(FE)器件的StrataDNX™产品线的第四代产品,并且是基于单元的自动路由交换元件。与BCM88670和BCM88680一起,BCM88770为交换结构,流量管理,数据包处理和网络接口提供了完整的解决方案。交换平台最多可扩展6,000个100GbE端口。
BCM88770用于构建各种网络交换机解决方案:
超过100 Tbps的核心/边缘交换机,具有用于数据中心,分组传输或运营商网络应用的单级结构。
不同容量的多个互连机箱,使用BCM88770两级结构来创建可扩展的核心平台,该平台可提供多达6,000个100GbE或40GbE / 10GbE等效端口。
Broadcom的BCM88470系列(也称为StrataDNX®Qumran-AX交换机系列)可帮助构建高度可扩展,功能丰富的集中式,固定或模块化的汇聚交换机,以实现云规模网络和运营商网络应用。BCM88470设备可处理高达300 Gbps的流量,在第2层到第4层支持多达48个全双工10G以太网(GE)端口,16个全双工40GE端口或4个全双工100GE端口,并集成了深度缓冲流量管理功能和结构接口。
BCM88470系列基于第七代Dune可扩展交换产品线。
它用于构建具有灵活I / O接口的各种网络交换机解决方案,例如以太网或OTN。
Broadcom的BCM88370系列(也称为StrataDNX®Qumran-MX交换机系列)可帮助构建固定尺寸,功能丰富的深缓冲交换机,以实现云规模联网和运营商网络应用。BCM88370器件可处理高达800 Gbps的流量,在第2层至第4层支持多达6个100G全双工端口,并具有集成的深度缓冲流量管理功能和光纤接口。
BCM88370系列是Dune深度缓冲,功能丰富的交换产品系列的第六代产品。
Broadcom的BCM88270系列(也称为StrataDNX®Qumran-UX交换机系列)可帮助构建高度可扩展,功能丰富的集中式,固定或模块化的聚合交换机,以实现云规模的联网和运营商网络应用。BCM88270设备可处理高达120 Gb / s的流量,在集成了深度缓存的第2层到第4层中支持多达28个全双工1G以太网(GE)端口,8个全双工10GE端口或2个全双工40GE端口。流量管理功能和结构接口。
BCM88270系列基于Dune可扩展交换产品线的第七代。它用于构建具有灵活以太网端口速率的各种网络交换机解决方案。
参考资料:
https://www.broadcom.com/
交换机芯片迭代,400G 放量在即 :http://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP201912161371854714_1.pdf
https://www.jiqizhixin.com/articles/2019-12-15-3
https://zhuanlan.zhihu.com/p/38363562
https://www.jianshu.com/p/b5030cf78866
https://packetpushers.net/broadcom-trident3-programmable-varied-volume/
https://www.sdnlab.com/23740.html
https://feisu.com/bbs/t-777.html
https://www.networkworld.com/article/2919599/clearing-the-fog-around-open-switching-terminology.html