Che cos'è un data center fabric?

Che cos'è un data center fabric?

In questa moderna architettura di data center, i dispositivi di rete sono distribuiti in due (e talvolta tre) layer altamente interconnessi, rappresentati come un "tessuto". A differenza delle tradizionali architetture multilivello, un data center fabric appiattisce efficacemente l'architettura di rete, riducendo così la distanza tra gli endpoint all'interno del data center. Questo modello si traduce in estrema efficienza e bassa latenza.

Architettura spine-leaf del data center fabric.

Tutti i tipi di data center fabric condividono un altro obiettivo di progettazione. Offrono un solido livello di connettività nella rete fisica e trasferiscono la complessità nel fornire virtualizzazione di rete, segmentazione, segmenti Ethernet estesi, mobilità del carico di lavoro e altri servizi a un overlay che si sovrappone al fabric. Il fabric stesso, se associato a un overlay, è chiamato underlay.

Quali problemi risolvono i data center fabric?

Man mano che le applicazioni da monolitiche cambiano in disaggregate e microservizi, si modificano anche i modelli di traffico nel data center. Si spostano da nord-sud, tra i dispositivi all'interno e all'esterno del data center, a est-ovest, tra i dispositivi all'interno del data center.

Le organizzazioni che si spingono oltre le applicazioni monolitiche adottano anche un approccio IT agile, implementando le applicazioni più rapidamente e a piccoli passi e soddisfacendo i requisiti di trasporto che possono mutare velocemente. Inoltre, molte passano a carichi di lavoro virtualizzati, come contenitori e macchine virtuali, per supportare rapidi cambiamenti di capacità nel tempo su un set di server fisici più ridotto.

I modelli tradizionali di reti di data center gerarchiche non sono adatti a soddisfare queste esigenze. Quindi, molte organizzazioni sostituiscono le loro reti gerarchiche con data center fabric più agili e piatti.

Come funziona un data center fabric?

Di solito i moderni data center fabric utilizzano un'architettura a due livelli spine-and-leaf, chiamata anche fabric Clos. In essa sono presenti in genere tre stadi poiché i dati attraversano tre dispositivi per raggiungere la loro destinazione. Ad esempio, il traffico est-ovest di un data center si muove solitamente upstream da un determinato server attraverso un dispositivo Leaf a un dispositivo spine, e poi downstream attraverso un altro dispositivo Leaf al server di destinazione.

Nella progettazione del fabric non esiste un core di rete, il che cambia la natura fondamentale della rete stessa.

  • Mentre l'intelligence può essere spostata nel core di una rete gerarchica tradizionale (ad esempio, per implementare la policy), l'intelligence in un fabric spine-and-leaf viene spostata nell'edge. È implementata in dispositivi Leaf (come switch top-of-rack o ToR) o in dispositivi endpoint connessi al fabric (i carichi di lavoro). I dispositivi spine si limitano a fungere da layer di transito per i dispositivi Leaf.
  • I fabric spine-and-leaf si adattano facilmente ai luoghi della rete in cui si verificano flussi di traffico est-ovest, il che non accade in un modello gerarchico tradizionale.
  • Tutto il traffico in un fabric spine-and-leaf, est-ovest o nord-sud, è uguale. Viene elaborato dallo stesso numero di dispositivi. Questa modalità contribuisce molto alla costruzione di fabric con rigorosi requisiti di ritardo e jitter.

Le dimensioni di un fabric spine-and-leaf sono limitate dal numero di porte disponibili.

Sui dispositivi Leaf:

  • porte downstream disponibili per connettere gli endpoint
  • porte upstream disponibili per la connessione a dispositivi spine

Sui dispositivi spine:

  • porte downstream disponibili per la connessione a dispositivi Leaf

Tuttavia, è facile aggiungere capacità a un fabric spine-and-leaf. È sufficiente aggiungere gli altri dispositivi spine o Leaf necessari oltre a quelli già esistenti. Questo approccio consente una "scalabilità orizzontale" del fabric spine-and-leaf nello stesso modo dei server e dei servizi, aggiungendo più dispositivi in parallelo. Questo si differenzia dalla "scalabilità verticale" che aggiunge più capacità nei dispositivi esistenti, come in un modello gerarchico tradizionale.

Oltre ad aumentare la capacità delle porte, si può anche aumentare la scalabilità complessiva del fabric creando più pod del fabric spine-and-leaf e interconnettendoli con un ulteriore layer simile a uno spine.

Esempio di un fabric su larga scala

Esempio di un fabric su larga scala.

Questo modello basato su pod presenta dei vantaggi nei data center fabric su larga scala.

  • Offre la possibilità di costruire fabric molto estesi utilizzando un unico tipo di dispositivo in tutta la rete (una progettazione a singolo SKU).
  • Consente la gestione generazionale di hardware e software nel corso del tempo.
  • Facilita l'indirizzamento del traffico utilizzando tecnologie come il segment routing.

 

Implementazione di Juniper Networks

Le soluzioni di data center fabric di Juniper includono due componenti principali.

  • Gli switch di Juniper offrono piattaforme ad alta densità e prestazioni indispensabili per creare data center fabric innovativi e supportare una scalabilità fino a migliaia di porte.
  • La soluzione comune di Juniper con Apstra ti consente di gestire facilmente la tua infrastruttura fisica di data center. Apstra AOS ti permette di automatizzare, gestire e monitorare il tuo data center fabric, semplificando le operazioni per il giorno zero e non solo.

Queste soluzioni si adattano a infrastrutture fisiche e virtualizzate, consentono una gestione semplificata e soddisfano perfettamente i requisiti della virtualizzazione, del cloud computing e dei big data.

FAQ sul Data Center Fabric

Che cos'è un data center switch fabric?

Un data center è un sistema di interruttori e le interconnessioni tra essi che possono essere rappresentate come un'entità logica unificata. Il fabric consente un'architettura di rete appiattita in cui qualsiasi nodo di server o di storage allegato può connettersi a qualsiasi altro nodo di server o di storage. Allo stesso modo, qualsiasi nodo di commutazione può connettersi a qualsiasi altro interruttore, server o nodo di storage.

Qual è la differenza tra un data center fabric e una rete tradizionale?

Il termine "fabric" descrive come i nodi di commutazione, server e storage si connettono a tutti gli altri nodi in una configurazione a maglie, evocando l'immagine di tessuto strettamente intrecciato. Questi collegamenti forniscono molteplici percorsi di comunicazione ridondanti e offrono un throughput totale più elevato rispetto alle reti tradizionali.

Esistono diversi tipi di architetture di data center fabric?

Sì, sono presenti sia le architetture proprietarie che i fabric aperti e basati su standard, come EVPN-VXLAN.

Che cos'è EVPN-VXLAN?

Questo tipo di fabric è una rete di copertura che risiede su un IP-fabric sottostante. Consente l'estensione e l'interconnessione dei domini di data center di Strato 2 e il posizionamento di endpoint (come server o macchine virtuali) ovunque nella rete, anche attraverso più data center.

Quali tecnologie, soluzioni e prodotti per il data center offre Juniper?

Juniper offre i migliori switch per data center serie QFX, che costituiscono un affidabile fabric di commutazione. La soluzione di rete basata su intenti di Juniper Apstra gestisce tutti gli aspetti dell'automazione, della raccolta di telemetria e dell'analisi della rete di data center. Insieme, la serie QFX e Juniper Apstra offrono un framework EVPN-VXLAN completamente automatizzato per la costruzione, l'ampliamento e la gestione del tuo data center fabric, tra cui il design di Day 0, l'implementazione di Day 1 con Zero Touch Provisioning (ZTP) e le operazioni di Day 2+.