데이터센터 패브릭이란?

데이터센터 패브릭이란?

오늘날의 데이터센터 아키텍처에서는 네트워크 디바이스가 고도로 상호 연결된 두 개의 레이어(때론 세 개 레이어), 즉 패브릭에 구축됩니다. 기존의 다중 계층 아키텍처와 달리 데이터 센터 패브릭은 네트워크 아키텍처를 효과적으로 플래튼(flatten)하여 데이터센터 내 엔드포인트 간 거리를 좁혀 줍니다. 이러한 설계로 인해 효율성이 극대화되고 지연이 단축됩니다.

스파인-리프 데이터 센터 패브릭 아키텍처

 

모든 종류의 데이터센터 패브릭의 공통된 설계 목표에는 한 가지가 더 있습니다. 패브릭은 물리적 네트워크에서 견고한 연결 레이어를 제공하고 네트워크 가상화, 세그먼테이션, 확장된 이더넷 세그먼트, 워크로드 모빌리티, 기타 서비스를 제공하는 복잡성을 패브릭 상위에 존재하는 오버레이로 이전합니다. 오버레이와 쌍으로 구성된 단일 패브릭을 언더레이라고 합니다.

데이터센터 패브릭으로 해결할 수 있는 문제

애플리케이션이 모놀리식(motolithic)에서 디스어그레게이션(disaggregation) 형태로 바뀌면서 데이터센터의 설계 패턴 및 트래픽 패턴도 변화합니다. 트래픽 패턴은 종당 간(데이터센터 내부 및 외부 디바이스 간)에서 횡당 간(데이터센터 내의 디바이스 간)로 전환됩니다.

또한 모놀리식 애플리케이션에서 탈피하는 조직들은 민첩한 IT 접근 방식을 채택합니다. 즉, 더 적은 단계로 더 빠르게 애플리케이션을 구축하고 빠르게 변화하는 요구 사항에 대응합니다. 또한 많은 조직들은 컨테이너 및 가상 머신과 같은 가상화된 워크로드로 전환하고 있습니다. 이는 적은 물리적 서버 세트에서 시간에 따른 용량의 가파른 변화를 지원할 수 있습니다.

기존의 계층형 데이터 센터 네트워크 설계는 이러한 요구 사항을 지원하는 데 적합하지 않습니다. 따라서 많은 조직에서 계층적 네트워크를 보다 평면적이고 민첩한 데이터 센터 패브릭으로 대체하고 있습니다.

데이터센터 패브릭의 작동 방식

최신 데이터센터 패브릭은 일반적으로 2계층 스파인 및 리프 아키텍처를 사용하며, 이것은 Clos 패브릭으로 알려져 있습니다. 이 패브릭에서는 일반적으로 세 가지 단계를 거칩니다. 즉, 데이터가 목적지에 도달하기 위해 세 개의 디바이스를 통과하게 됩니다. 예를 들어, east-west 데이터센터 트래픽은 일반적으로 리프 디바이스를 통해 특정 서버에서 스파인 디바이스로 업스트림된 다음 다른 리프 디바이스를 통해 대상 서버로 다운스트림됩니다.

패브릭 설계에서는 네트워크 코어가 없기 때문에 네트워크 자체의 기본 특성이 변경됩니다.

  • 기존 계층 네트워크의 코어로 인텔리전스를 이동할 수 있지만(예: 정책을 구현하기 위해) 스파인 및 리프 패브릭의 인텔리전스는 에지로 이동됩니다. 리프 디바이스(예: ToR(Top-of-Rack), 스위치) 또는 패브릭에 연결된 엔드포인트 디바이스(워크로드)에서 구현됩니다. 스파인 디바이스는 리프 디바이스에 대한 전달 레이어 역할을 할 뿐입니다.
  • 스파인 및 리프 패브릭에서는 기존의 계층적 설계에서와는 달리 횡적 트래픽 플로우가 기능합니다.
  • 스파인 및 리프 패브릭의 모든 트래픽, 횡적 또는 종적 트래픽은 동등해집니다. 동일한 수의 디바이스가 트래픽을 처리합니다. 이러한 방식은 엄격한 지연 및 지터 요구 조건을 충족하는 패브릭을 구축하는 데 큰 도움이 됩니다.

스파인 및 리프 패브릭의 규모는 사용 가능한 포트 수에 따라 제한됩니다.

리프 디바이스:

  • 엔드포인트 연결에 사용할 수 있는 다운스트림 포트
  • 스파인 디바이스 연결에 사용할 수 있는 업스트림 포트

스파인 디바이스:

  • 리프 디바이스 연결에 사용할 수 있는 다운스트림 포트

그러나 스파인 및 리프 패브릭에 용량을 추가하는 것은 간단합니다. 필요에 따라 기존 디바이스와 함께 스파인 또는 리프 디바이스를 추가하기만 하면 됩니다. 이 접근 방식을 통해 병렬로 디바이스를 추가함으로써 서버와 서비스의 "스케일 아웃"과 같은 방식으로 스파인 및 리프 패브릭도 "스케일 아웃"할 수 있습니다. 이는 기존 계층 설계에서와 같이 기존 디바이스에 용량을 추가하여 "스케일 업(scale up)"하는 것과는 대조적입니다.

포트 용량을 늘리는 것 외에도 여러 개의 스파인 및 리프 패브릭 포드를 생성하고 추가 유사 스파인 레이어와 상호 연결하여 전체 패브릭 확장성을 높일 수도 있습니다.

대규모 패브릭용 설계 예시

대규모 패브릭의 설계 예시

 

이 포드 기반 디자인은 대규모 데이터센터 패브릭에서 장점을 가지고 있습니다.

  • 네트워크 전반에서 단일 디바이스 유형을 사용하여 대규모의 패브릭 구축 제공(단일 SKU 설계)
  • 시간의 경과에 따른 하드웨어 및 소프트웨어 세대 관리 지원
  • 세그먼트 라우팅과 같은 기술을 사용한 손쉬운 트래픽 스티어링(steering)

주니퍼 네트웍스 구현

주니퍼의 데이터센터 패브릭 솔루션에는 두 가지 주요 구성 요소가 포함되어 있습니다.

  • 주니퍼 스위치는 수 천 개 포트로 확장할 수 있는 혁신적인 데이터센터 패브릭을 구축하는 데 필요한 고성능, 고집적 플랫폼을 제공합니다.
  • 주니퍼 및 Apstra의 조인트 솔루션을 통해 물리적 데이터센터 인프라를 간편하게 관리할 수 있습니다. Apstra AOS로 Day 0 이상의 운영을 간소화하여 데이터센터 패브릭을 자동화, 관리 및 모니터링할 수 있습니다.

이 솔루션은 물리적 인프라와 가상화된 인프라를 모두 지원하고 관리를 간소화하며 가상화, 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.