データセンターファブリックとは

データ センター ファブリックとは

この最新のデータセンターアーキテクチャでは、ネットワークデバイスは、ファブリックと呼ばれる高度に相互接続された2層または3層のレイヤーに配置されています。データセンターファブリックは、従来の多層アーキテクチャとは異なり、ネットワークアーキテクチャを効果的にフラットにすることで、データセンター内でエンドポイント間の距離を縮めます。この設計により効率性と低遅延が著しく向上します。

スパイン/リーフ型のデータセンターファブリックアーキテクチャです。

あらゆる種類のデータセンターファブリックは、別の設計目標を共有しています。物理ネットワークにおいて堅牢な接続レイヤーを構築し、ネットワーク仮想化、セグメント化、イーサネットセグメントの拡張、ワークロードモビリティといったサービスを提供するうえでの複雑さを、ファブリック上に構築したオーバーレイに移します。オーバーレイと組み合わされたファブリックをアンダーレイと呼びます。

データ センター ファブリックが解決できる問題とは

アプリケーションがモノリシックから細分化されたマイクロサービス設計パターンに移行すると、データセンターのトラフィックパターンも移行します。南北方向(データセンター内部のデバイスと外部のデバイス間)から、東西方向(データセンター内のデバイス間)にシフトします。

モノリシックなアプリケーションから移行する組織は、俊敏なITアプローチも採用します。このアプローチでは、細かい手順でアプリケーションを迅速に導入し、急速に変化する伝送要件に対応します。また、多くの組織は、コンテナや仮想マシンのような仮想化ワークロードに移行して、より小さな物理サーバのセットで、時間の経過に伴う容量の急激な変化をサポートします。

従来の階層型データセンターのネットワーク設計は、このような要件をサポートするのには適していません。したがって、多くの組織は、階層型ネットワークを、よりフラットで俊敏なデータセンターファブリックに置き換えています。

データセンターファブリックの仕組み

最新のデータセンターファブリックでは多くの場合、Closファブリックと呼ばれる、2層のスパイン/リーフ型アーキテクチャが採用されています。このファブリックでは、データが3つのデバイスを通過して宛先に到達するため、通常3つのステージがあります。例えば、東西方向のデータセンタートラフィックでは、通常、特定のサーバーからリーフデバイスを経由してスパインデバイスにアップストリームで伝送された後、別のリーフデバイスを経由して宛先サーバーにダウンストリームで伝送されます。

ファブリックの設計ではネットワークコアが存在しないため、ネットワーク自体の基本的な性質が変化します。

  • インテリジェンスは従来の階層型ネットワークのコアに移動できます(ポリシーを実装するためなど)。一方、スパイン/リーフ型ファブリックのインテリジェンスはエッジに移動されます。そして、リーフデバイス(ToR(トップオブラック)やスイッチのような)またはファブリックに接続したエンドポイントデバイス(ワークロード)に実装されます。スパインデバイスは、リーフデバイスのトランジットレイヤーにすぎません。
  • スパイン/リーフ型ファブリックは、東西方向のトラフィックフローに適したネットワークに簡単に対応します。これは、従来の階層型設計には当てはまりません。
  • スパイン/リーフ型ファブリックのすべてのトラフッィック(East-West や North-South)は等しくなります。そして同じ台数のデバイスによって処理されます。この特性は、遅延とジッターの要件が厳しいファブリックの構築に大いに役立ちます。

スパイン/リーフ型ファブリックの規模は、使用可能なポート数に制約されます。

リーフデバイスの場合:

  • ダウンストリームポートをエンドポイントの接続に使用可能
  • アップストリームポートをスパインデバイスとの接続に使用可能

スパインデバイスの場合:

  • ダウンストリームポートをリーフデバイスとの接続に使用可能

ただし、スパイン/リーフ型ファブリックには容量を簡単に追加できます。既存のデバイスに加えて、必要に応じてスパインまたはリーフデバイスを追加するだけです。このアプローチでは、サーバーやサービスの場合と同じ方法で、デバイスを並行して追加することで、スパイン/リーフ型ファブリックを「スケールアウト」することができます。この方法は、従来の階層型設計における既存のデバイスに容量を追加して「スケールアップ」する方法とは対照的です。

スパイン/リーフ型ファブリックポッドを複数作成し、それらを追加したスパインライクなレイヤーで相互接続することで、ポートの容量が増えるだけでなく、ファブリックの全体的な拡張性も向上します。

大規模ファブリックの設計例

大規模なファブリックの設計例です。

このポッドベースの設計には、大規模データセンターファブリックによる利点があります。

  • ネットワーク全体で1種類のデバイスを使って大規模なファブリックを構築できます(単一のSKU設計)
  • 長期間ハードウェアとソフトウェアの世代を管理できます
  • セグメントルーティングなどの技術を使用して、トラフィックを簡単に制御できます

ジュニパーネットワークスの実装

ジュニパーのデータセンターファブリックソリューションには、主要なコンポーネントが2つあります。

  • ジュニパーのスイッチが、ポート数を数千に拡張する革新的なデータセンターファブリックを構築するために必要な、高性能かつ高密度のプラットフォームをご提供します。
  • ジュニパーとApstraの共同ソリューションにより、データセンターの物理インフラストラクチャを簡単に管理できます。Apstra AOSは、データセンターファブリックの自動化、管理、監視を可能にし、0日目以降の運用を簡素化します。

これらのソリューションは、物理および仮想化されたインフラストラクチャに対応し、シンプルな管理を可能にし、仮想化、クラウドコンピューティング、ビッグデータの要件を完全に満たしています。