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在移動互聯(lián)網、云計算、大數(shù)據等新技術推動下，國內數(shù)據中心產業(yè)飛速增長。在新一代數(shù)據中心建設的熱潮中，各項新技術、新產品層出不窮。其中，一顆耀眼的新星近來頻頻獲得大型企業(yè)及云數(shù)據中心提供商的青睞，這就是銳捷網絡推出的新一代“牛頓”交換機——RG-N18018-X。該產品最大的特點，就是采用了“零背板”創(chuàng)新設計，實現(xiàn)了高密度、低損耗、綠色節(jié)能、平滑升級等一系列現(xiàn)代商業(yè)用戶亟需的特性。

“零背板”技術剛剛問世時，其特性便讓不少用戶拋來了橄欖枝。但是，說到將這項技術應用到100T的交換平臺上，并實現(xiàn)普及化，業(yè)界此前卻一直存在著爭論，這是因為，“零背板”有著極高的制造工藝等技術門檻，因此被認為商業(yè)化量產的難度很大。

那么，銳捷的研發(fā)人員又是如何邁過這個“高門檻”，打造出新一代的“牛頓”傳奇呢？帶著這個問題，我們采訪了銳捷網絡研究院的王興國（化名），解密了“零背板”誕生背后的故事。
一顆脫落的鉚釘

“零背板”，顧名思義，就是無背板技術，在數(shù)據中心交換機設備里不再設計背板這個部件。表面上看，雖說只是去掉了交換機的一個部分，但由于背板在原有交換機架構中的核心位置，這對于網絡設備廠商生絕對是一次全新的考驗。首先就是在缺少背板支撐的情況下，如何確保機箱結構堅固，否則，在運輸和安裝過程中，都會對設備產生大幅振動，若強度不夠，就會導致板卡斷裂等嚴重故障。

“振動測試是業(yè)內的通用標準，通常的做法是進行90分鐘（X、Y、Z三個方向各30分鐘)的振動實驗，然后檢測試驗樣品的包裝，機械性能和電器性能。但由于沒有了背板的支撐，我們特地用龍骨，加強筋等方法增加機箱強度。同時，在測試樣品時，故意將時間延長到168小時，而就是在這多出來的166.5個小時里，我們發(fā)現(xiàn)有1顆鉚釘斷了。” 王興國（化名）回顧了“零背板”新“牛頓”交換機在當初測試研發(fā)時的情況。那么，在幾百顆鉚釘中，為什么偏偏是這顆鉚釘會被振斷呢？

為此，銳捷網絡研究院的工程師們搭建了極為復雜的機箱模型，對內外的所有鉚釘進行應力仿真測試，又通過了無數(shù)個小時的調整優(yōu)化、數(shù)以億次的迭代計算，終于找到問題的根源。他們通過引入新型材料，并改良應力結構，使得應力可以均勻分攤，最終徹底地解決了該問題。改良后的機箱經過高出業(yè)界百倍時間的震動測試，整機無掉件、零件脫落、異響等情況，大大提升了系統(tǒng)的可靠性。

5厘米走線省下“一臺大功率空調用電”

RG-N18018-X的單板支持36個100G接口，實現(xiàn)了單板3.6T的交換容量，整機最大提供576個100G端口或2304個25G端口，超過了同等尺寸設備接口密度的20%。如此高的性能，可以為用戶業(yè)務提供更加輕松靈活的選擇和應用支撐，不過同時也帶來了新的技術挑戰(zhàn)。

王興國（化名）表示：“通常這種超高速信號設計，都要增加物理層芯片（PHY）進行信號加強。但這種常規(guī)設計會導致整機要增加1728W的功率，相當于1個大功率空調。而我們新一代“牛頓”交換價，主打的特性之一，就是綠色節(jié)能。為了把這一目標實現(xiàn)并落地，我們必須要為客戶省掉這1728W的功耗！“

“通過反復模擬實驗，我們發(fā)現(xiàn)必須讓信號多走5厘米才能去掉這個耗能的物理層芯片。雖然5厘米是個看似很短的距離，但在超高速信號設計領域中確是很大的難關。”為了給用戶交付一個綠色節(jié)能、性價比最高的產品，銳捷的工程師對幾十種部件反復實驗，最終選定了最佳的部件，并組合出一條特殊走線，贏得了這寶貴的5厘米，實現(xiàn)無PHY設計，節(jié)省了1728W的耗電量。

0.035毫米與5級定位

“CPU針腳彎了怎么辦？”這是百度上非常常見的PC終端硬件技術問題，實際上，這一問題在交換機安裝時也會存在。因為高性能需要更密的芯片針腳，而在“零背板”情況下，由于沒有背板協(xié)助定位，這就對RG-N18018-X提出了前所未有的設計精度要求。否則，用戶在安裝設備和板卡升級時非常容易造成針腳變形，導致安裝不到位、損壞甚至燒毀設備的故障。
為此，銳捷針對這款“零背板”交換機特別設計出了5級定位系統(tǒng)，但是機箱生產完成后，是否能滿足高要求的設計指標呢？“由于板長將近1米，常規(guī)適用該長度的測量工具只能達到0.5毫米精度，遠不能滿足我們的精度要求。新‘牛頓’采用了精度高達0.035mm的3D掃描技術，徹底排除設計隱患“。王興國（化名）介紹到，“另外，考慮到用戶升級或安裝時的一些誤差，銳捷工程師還特意找到100名非專業(yè)人員參與測試，結果表明，只要在外殼對準之后，針面的角度可以保證連接器偏差2°范圍內自動導入連接匹配狀態(tài)，未受過專業(yè)訓練的用戶都能保障在無損的情況下完成安裝。”

名牌大學生和“野蠻裝卸員”

通過介紹可以看到，要具備“零背板”優(yōu)勢，成為新一代的“牛頓”，需要經歷諸多考驗。而類似的故事還有許許多多，除了殫精竭慮的思考，其中很多更需要“身體力行”。
“為了解決設備跌落可能導致的芯片焊球斷裂的問題，同事們不但用軟件仿真分析出了芯片的受力區(qū)域，摸清了跌落的重災區(qū)，還需要進行大量的跌落實驗。”王興國（化名）說，很多人會經常看到一個小哥在銳捷研究院里面在摔包裹，舉起來又扔下去，不斷重復，常讓路過的人以為是一個在野蠻裝卸員在發(fā)泄心中不滿，而實際上，他卻是一位名牌大學畢業(yè)的優(yōu)秀工程師。

新“牛頓”的誕生需要這種錘煉和摔打，企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展之路同樣如是。正是這種“工匠精神“下的高標準、高要求，讓銳捷的工程師們邁過了高門檻，造就了零背板技術，保障了產品品質。