Qu'est-ce qu'une structure de centre de données ?

Qu'est-ce qu'une structure de centre de données ?

Dans cette architecture de centre de données moderne, les équipements réseau sont déployés en deux (parfois trois) couches fortement interconnectées, représentées sous forme de structure. Contrairement aux architectures multicouches traditionnelles, une structure de centre de données aplatit les couches de l'architecture réseau. Ainsi, elle réduit la distance entre les terminaux dans le centre de données. Cette conception offre une efficacité optimale et une faible latence.

Structure architecturale « spine-leaf » de centre de données.

 

Les différentes variétés de structures de centre de données partagent un autre objectif de conception. Elles fournissent une solide couche de connectivité dans le réseau physique et déplacent la complexité de services tels que la virtualisation du réseau, la segmentation, les extensions de segments Ethernet et la mobilité de la charge de travail vers un overlay superposé à la structure. Lorsqu'elle est associée à un overlay, la structure elle-même est appelée underlay (sous-couche).

Quels problèmes résout une structure de centre de données ?

Les modèles de trafic dans les centres de données évoluent à mesure que le modèle de conception monolithique des applications évolue vers un modèle désagrégé puis de micro-services. Ils passent d'un trafic nord-sud, entre équipements à l'intérieur et à l'extérieur du centre de données, à un trafic est-ouest, entre équipements à l'intérieur du centre de données.

En plus de dépasser la conception monolithique des applications, certaines organisations adoptent une méthode informatique Agile. Ainsi, elles peuvent déployer des applications au cours d'étapes de moindre envergure mais plus rapides, et répondre à des exigences de transport qui peuvent changer rapidement. En outre, de nombreuses organisations adoptent des charges de travail virtualisées, comme les conteneurs ou les machines virtuelles, pour pouvoir rapidement changer de capacité au fils du temps avec moins de serveurs physiques.

La conception hiérarchique des réseaux de centres de données traditionnels n'est pas adaptée à de telles exigences. Ainsi, de nombreuses organisations remplacent leurs réseaux hiérarchiques par des structures de centres de données simplifiées et plus agiles.

Comment fonctionne une structure de centre de données ?

Les structures de centre de données modernes utilisent généralement une architecture « spine-and-leaf » à deux niveaux, également connue sous le nom de structure Clos. Dans cette structure, il existe généralement trois étapes, car les données passent par trois équipements pour atteindre leur destination. Dans un centre de données, par exemple, le trafic est-ouest remonte depuis un serveur vers un équipement de cœur de réseau par le biais d'un équipement de branche, puis redescend vers un serveur de destination à travers un autre équipement de branche.

Dans une structure, il n'y a pas de cœur de réseau, ce qui change fondamentalement la nature du réseau.

  • Alors que l'intelligence peut être déplacée au cœur d'un réseau hiérarchique traditionnel (par exemple, pour mettre en œuvre une stratégie), l'intelligence d'une structure spine-and-leaf est déplacée à la périphérie. Elle est mise en œuvre soit dans les équipements de branche (tels que les commutateurs haut de baie, ou ToR), soit dans les terminaux connectés à la structure (les charges de travail). Les équipements de cœur de réseau servent simplement de couche de liaison vers les équipements de branche.
  • Les structures spine-and-leaf gèrent facilement les parties du réseau avec d'importants flux de trafic est-ouest, ce qui n'est pas le cas des conceptions hiérarchiques traditionnelles.
  • Dans une structure spine-and-leaf, tout trafic est égal, qu'il soit est-ouest ou nord-sud. Ces trafics sont traités par le même nombre d'équipements. Avec une telle conception, il est plus facile de mettre en place des structures avec des exigences de délai et de gigue strictes.

L'évolutivité d'une structure spine-and-leaf est limitée par le nombre de ports disponibles.

Sur les équipements de branche :

  • Ports en aval disponibles pour connecter les terminaux
  • Ports en amont disponibles pour se connecter aux équipements de cœur de réseau

Sur les équipements de cœur de réseau :

  • Ports en aval disponibles pour se connecter aux équipements de branche

Cependant, il est facile d'augmenter la capacité d'une structure spine-and-leaf. Il suffit d'ajouter d'autres équipements de cœur de réseau ou de branche, selon les besoins, aux équipements existants. Cette approche permet à une structure spine-and-leaf d'évoluer de la même manière que les serveurs et les services, en ajoutant d'autres équipements en parallèle. Cela s'oppose à l'évolutivité par extension de la capacité des équipements existants, comme dans une conception hiérarchique traditionnelle.

Au-delà de la capacité de port, vous pouvez également augmenter l'évolutivité globale de la structure en créant plusieurs pods de structure spine-and-leaf et en les interconnectant à une couche supplémentaire de type cœur de réseau.

Exemple de conception d'une structure à grande échelle

Exemple de conception pour une structure à grande échelle.

 

Cette conception à base de pods présente des avantages dans les structures de centres de données à grande échelle.

  • Permet de construire des structures de très grande taille en utilisant un seul type d'équipement dans tout le réseau (conception référence unique)
  • Permet une gestion générationnelle du matériel et des logiciels au fil du temps
  • Facilite l'orientation du trafic grâce à des technologies telles que le routage de segments

 

Implémentation de Juniper Networks

Les solutions de structure de centre de données de Juniper comprennent deux composants principaux.

  • Les commutateurs Juniper offrent des plates-formes hautes performances et haute densité permettant de concevoir une structure de centre de données innovante, capable d'évoluer pour prendre en charge des milliers de ports.
  • La solution conjointe de Juniper et Apstra vous permet de gérer facilement votre infrastructure physique de centre de données. Apstra AOS vous permet d'automatiser, de gérer et de surveiller la structure de votre centre de données, simplifiant les opérations à partir du Jour 0.

Ces solutions sont adaptées aux infrastructures physiques et virtualisées, permettent une gestion simplifiée, et répondent parfaitement aux exigences de la virtualisation, du cloud computing et du Big Data.

FAQ sur les structures de centre de données

Qu'est-ce qu'une structure de commutation de centre de données ?

Une structure de centre de données comprend un ensemble de commutateurs et leurs interconnexions, qui peuvent être représentés sous forme d'entité logique unifiée. La structure permet d'obtenir une architecture réseau aplatie dans laquelle tout serveur ou nœud de stockage connecté peut se connecter à tout autre serveur ou nœud de stockage. De même, tout nœud de commutation peut se connecter à n'importe quel autre nœud de commutation, de serveur ou de stockage.

Quelle est la différence entre une structure de centre de données et un réseau traditionnel ?

Le terme « structure » (ou fabric) décrit la manière selon laquelle les nœuds de commutation, de serveur et de stockage se connectent les uns aux autres dans un maillage, et évoque l'image d'une structure étroitement tissée. Ces liaisons fournissent plusieurs chemins de communication redondants et assurent un débit total plus élevé que les réseaux traditionnels.

Existe-t-il différents types d'architectures de structure de centre de données ?

En effet, il existe à la fois des architectures propriétaires et des structures ouvertes basées sur des normes, comme EVPN-VXLAN.

Qu’est-ce qu'EVPN-VXLAN ?

Ce type de structure est un réseau superposé qui repose sur une structure IP sous-jacente. Il permet d'étendre et d'interconnecter les domaines de centre de données de couche 2 et de placer des points de terminaison (comme des serveurs ou des machines virtuelles) partout sur le réseau, y compris dans plusieurs centres de données.

Quelles technologies, solutions et produits de centre de données Juniper propose-t-il ?

Juniper propose des commutateurs de centre de données de pointe, les QFX Series, qui forment une structure de commutation fiable. La solution de mise en réseau basée sur l'intention Juniper Apstra gère tous les aspects de l'automatisation, de la collecte de la télémétrie et de l'analyse de votre réseau de centre de données. Ensemble, les QFX Series et Juniper Apstra offrent un cadre EVPN-VXLAN entièrement automatisé qui vous permet de construire, d'étendre et de gérer la structure de votre centre de données, depuis sa conception (Jour 0) jusqu'à son exploitation (Jours 2+), en passant par le déploiement (Jour 1) via le provisionnement sans intervention (ZTP).