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叶脊(Leaf-spine)架构如何满足新型数据中心流量需求

来源:TechTarget中国 作者:DJ编辑 更新时间:2016-7-4 10:59:15

摘要:很多数据中心以前是基于纵向(南北向)流量而建的:信息从企业外部传向企业内部。伴随着数据中心的合并、虚拟化、超融合系统和引入新的应用程序,数据中心内部的数据流现在变成了横向(东西走向)的了——比方说从服务器到存储系统的流量。

  很多数据中心以前是基于纵向(南北向)流量而建的:信息从企业外部传向企业内部。伴随着数据中心的合并、虚拟化、超融合系统和引入新的应用程序,数据中心内部的数据流现在变成了横向(东西走向)的了——比方说从服务器到存储系统的流量。

  作为响应,企业正在对新的网络架构进行评估,其中叶脊(Leaf-spine)架构越来越受到关注。即便这种架构有一些潜在的优势,但是这种网络变化也会带给企业一些新的IT负担。

  从一个不同的角度切入

  分析公司IDC Datacenter Networks的研究室主任Brad Casemore称,新的系统比如超融合会严重地改变了数据中心的数据流量。随着东西向的数据流量增加,很多问题会出现。网络瓶颈在很多数据中心设备上浮现出来,例如在连接服务器和支持大数据应用的存储系统之间的交换机端口上。如果在接入层交换机上的一个主机需要和接在另一个接入层交换机上的系统进行快速通信的话,那么在接入层和汇聚层的上行链路都会变得很拥塞。

  新的网络拓扑比如叶脊架构可以解决这些问题。叶交换机将用户的流量进行汇聚,然后连接脊交换机,其中叶交换机由服务器和存储系统的网络核心所组成。这种设计影响了数据中心组件组成的方式,以及对网络层产生了巨大的变化。

  越扁平化越好

  咨询和技术服务供应商Global Technology Resources的CTO Scott Hogg称,叶脊架构将企业网络从三层扁平化为二层。传统的三层结构有提供用户接入网络的接入层,以及将数据进行汇总的汇聚层和进行大部分的数据梳理的核心层。而在叶脊拓扑中只有两层架构,企业需要部署更少的交换机,这可以减少部署和维护的费用。

  在叶脊架构中,每一个叶交换机都和另一个叶交换机之间都只是隔了一跳,这减少了设备寻找或者等待连接的需求,结果是减少了延迟以及瓶颈。

  叶交换机和核心层有多条链路,这加强了系统的冗余性和弹性。而在传统的网络中,从交换机到核心只有一条链路。有了叶交换机,企业可以创造大型的、非环路的矩阵,而不存在单线路连接。

  减少潜在的问题

  网络布线是一个麻烦事。因为虽然在叶脊架构中交换机的层数减少了,随之线路的总量应该也会减少,但是这些都会被抵消,因为相比传统的单链路连接核心,现在叶子节点有更多的上行链路。

  企业对如何配置他们的系统有很多选择,往往系统不同类型的负载会影响这个决定。核心连接可以在不同的速率上工作——10G以太网、40G以太网和100G以太网连接。

  一条100G连接对于大型数据中心应用来说就合适了。在这种情况下,系统会和服务器以及存储系统进行交互。将这些系统放在一个大的管道里面可以为他们提供足够的带宽。现在大的带宽越来越受欢迎,市场研究公司Infonetics发现在2015年销售的100G交换机翻了四倍,而40G的交换机也翻了一番。

  如果一个公司混合了很多不同类型的应用程序,例如Web服务器、Enterprise Resource Planning系统和移动应用,那么他可以使用40G或者100G的线路,然后将它分成4个10G或者4个25G的线路。

  程序的需求也要考虑,数据中心所支持的设备数量也决定了要如何将高速链路进行分割。如果企业有大量的系统,那么就需要将带宽进行分散。如果只是一些高带宽的应用,那么一条大带宽的线路就可以了。

  逻辑化创建你的网络

  叶脊架构改变了物理的网络连接方式,同时也对逻辑网络架构有影响——比如将信息从一台设备移动到另一台设备所使用的软件。很多企业想将人工的商业流程自动化,比如使用Chef和Puppet之类的编排工具将一些流程自动化。

  下一步是走向软件定义网络(SDN)的过程。这项技术一直发展缓慢并且停滞,因为传统的网络拓扑受到了所支持的连接数量的限制,并且不能轻易的对配置进行变更。

  Hogg称,“叶脊设计是最合适SDN的了”。也是因为这个原因导致了SDN的增长越来越快。IDC希望SDN的利润从2014年到2020年的复合增长率可以达到53.9%,并且在2020年达到125亿美金。

  但是,这种新的网络拓扑也给数据中心经理带来了个人挑战。这会需要新的业务流程和培训,公司必须要计划时间和培训给员工来学习这种新的网络设计。

  责任编辑:DJ编辑

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