¿Qué es una estructura de centro de datos?

¿Qué es una estructura de centro de datos?

En esta arquitectura moderna de centro de datos, los dispositivos de red se despliegan en dos (y a veces tres) capas altamente interconectadas, representadas como estructura. A diferencia de las arquitecturas tradicionales de varios niveles, una estructura de centro de datos aplana de manera eficaz la arquitectura de la red y, en consecuencia, reduce la distancia entre terminales dentro de un centro de datos. Este diseño garantiza gran eficiencia y baja latencia.

Arquitectura tipo "spine-leaf" para estructura de centro de datos

Las estructuras de centro de datos de todo tipo comparten otro objetivo de diseño. Proporcionan una capa sólida de conectividad en la red física y trasladan la complejidad de ejecutar la virtualización de la red, la segmentación, los segmentos extendidos de Ethernet, la movilidad de las cargas de trabajo y otros servicios en una capa superpuesta situada por encima de la estructura. La propia estructura, cuando se combina con una capa superpuesta, se convierte en una capa subyacente.

¿Qué problemas resuelven las estructuras de centro de datos?

A medida que las aplicaciones pasan de un formato monolítico a patrones de diseño desglosados y de microservicios, los patrones de tráfico dentro del centro de datos también cambian. Pasan de tener una dirección norte-sur, entre dispositivos dentro y fuera del centro de datos, a tener una dirección este-oeste, entre dispositivos dentro del centro de datos.

Las organizaciones que quieren ir más allá de la estructura monolítica de las aplicaciones también están adoptando un enfoque de TI ágil, donde despliegan aplicaciones más rápidamente y en pasos más pequeños, y logran satisfacer los siempre cambiantes requisitos de transporte. Además, muchas organizaciones se están pasando a las cargas de trabajo virtualizadas, como contenedores y máquinas virtuales, para poder implementar estos cambios de capacidad con más rapidez y menos cantidad de servidores físicos.

La estructura de red jerárquica de los centros de datos tradicionales ya no es la adecuada para dar respuesta a esos requisitos. Por eso, muchas organizaciones están sustituyendo sus redes jerárquicas por estructuras de centro de datos más planas y ágiles.

¿Cómo funciona una estructura de centro de datos?

Las estructuras modernas de centro de datos suelen basarse en una arquitectura de dos niveles denominada “spine-and-leaf”, también conocida como estructura Clos. Esa estructura normalmente tiene tres fases, ya que los datos pasan por tres dispositivos antes de llegar a su destino. Por ejemplo, el tráfico este-oeste de un centro de datos suele desplazarse en dirección ascendente desde un servidor concreto, pasando por un dispositivo leaf, hasta llegar a un dispositivo spine, y luego se mueve en dirección descendente hasta el servidor de destino pasando por otro dispositivo leaf.

En un diseño de estructura, no hay una red núcleo, lo que cambia la naturaleza fundamental de la propia red.

  • Mientras que la inteligencia se traslada al núcleo en una red jerárquica tradicional (para implementar políticas, por ejemplo), en una estructura spine-and-leaf, la inteligencia solo se desplaza por el borde. Se implementa en los dispositivos leaf (como en conmutadores de la parte superior del bastidor o ToR) o en dispositivos de punto de conexión conectados a la estructura (las cargas de trabajo). Los dispositivos spine actúan simplemente como una capa de tránsito entre los dispositivos leaf.
  • Las estructuras spine-and-leaf pueden establecer fácilmente puntos en la red donde los flujos de tráfico este-oeste tengan sentido, lo que no puede hacerse con un diseño jerárquico tradicional.
  • Todo el tráfico de una estructura spine-and-leaf, este-oeste o norte-sur, acaba siendo igual. Lo procesa la misma cantidad de dispositivos. Este sistema es muy práctico para crear estructuras con requisitos muy estrictos de retraso y fluctuación.

La escala de una estructura spine-and-leaf está limitada por la cantidad de puertos disponibles.

En los dispositivos leaf:

  • Puertos descendentes disponibles para conectarse a puntos de conexión
  • Puertos ascendentes disponibles para conectarse a dispositivos spine

En los dispositivos spine:

  • Puertos descendentes disponibles para conectarse a dispositivos leaf

Sin embargo, agregar capacidad a una estructura spine-and-leaf es muy sencillo. Simplemente, hay que agregar más dispositivos spine o leaf a la red de dispositivos existentes. Este enfoque permite escalar horizontalmente una estructura spine-and-leaf de la manera que se hace con los servidores y servicios: simplemente hay que agregar dispositivos en paralelo. Por otro lado, la escalabilidad vertical se logra agregando más capacidad en los dispositivos existentes, como se hace en el diseño jerárquico tradicional.

Asimismo, aparte de incrementar la capacidad de puertos, también se puede aumentar la escala general de la estructura creando varios pods de estructura spine-and-leaf e interconectándolos con otra capa tipo spine.

Diseño de ejemplo para una estructura a gran escala

Diseño de ejemplo para una estructura a gran escala

Este diseño basado en pods proporciona ventajas para estructuras de centro de datos a gran escala.

  • Permite construir estructuras muy grandes a partir de un único tipo de dispositivo en toda la red (diseño con una sola SKU).
  • Permite la administración generacional de hardware y software con el tiempo.
  • Permite cambiar la dirección del tráfico fácilmente con tecnologías como el enrutamiento de segmentos.


Aplicación de Juniper Networks

Las soluciones de estructura de centro de datos de Juniper incluyen dos componentes principales.

  • Los conmutadores Juniper ofrecen las plataformas de alta densidad y alto rendimiento necesarias para crear estructuras de centro de datos innovadoras, que se pueden escalar a miles de puertos.
  • La solución conjunta de Juniper con Apstra le permite administrar fácilmente su infraestructura física de centro de datos. Apstra AOS le permite automatizar, administrar y monitorear su estructura de centro de datos, simplificando las operaciones desde el día 0.

Estas soluciones pueden adaptarse a infraestructuras físicas y virtualizadas, garantizan una administración simplificada y cumplen perfectamente los requisitos de virtualización, computación en la nube y Big Data.

Preguntas frecuentes de la estructura del centro de datos

¿Qué es una estructura de interruptores de centro de datos?

La estructura del centro de datos es un sistema de conmutadores e interconexiones entre ellos; puede ser representada como una entidad lógica unificada. La estructura permite una arquitectura de red aplanada en la que cualquier nodo de servidor o de almacenamiento adjunto puede conectarse a cualquier otro nodo de servidor o almacenamiento. De manera similar, cualquier nodo de conmutación puede conectarse a cualquier otro nodo de conmutador, servidor o almacenamiento.

¿Cuál es la diferencia entre una estructura de centro de datos y una red tradicional?

El término "estructura" describe cómo los nodos de conmutador, servidor y almacenamiento se conectan a todos los demás nodos en una configuración de malla que evoca la imagen de la estructura firmemente construida. Estos enlaces proporcionan múltiples rutas de comunicación redundantes, y ofrecen un mayor rendimiento total que las redes tradicionales.

¿Hay diferentes tipos de arquitecturas de estructura de centro de datos?

Sí, hay arquitecturas propietarias y estructuras abiertas basadas en estándares, como EVPN-VXLAN.

¿Qué es EVPN-VXLAN?

Este tipo de estructura es una red de superposición que se encuentra en la parte superior de una subcapa de la estructura de IP. Permite la extensión e interconexión de los dominios del centro de datos de la capa 2 y la ubicación de los puntos de conexiones (como servidores o máquinas virtuales) en cualquier lugar de la red, inclusive en múltiples centros de datos.

¿Qué tecnología, soluciones y productos de centro de datos ofrece Juniper?

Juniper ofrece los mejores conmutadores de la serie QFX de clase de centro de datos; estos forman una estructura de conmutación confiable. La solución de redes basada en intenciones de Juniper Apstra maneja todos los aspectos de la automatización, la recopilación de telemetría y el análisis de la red de su centro de datos. Juntas, la serie QFX y Juniper Apstra ofrecen un marco de EVPN-VXLAN totalmente automatizado para construir, extender y administrar la estructura de su centro de datos, incluyendo el diseño del Día 0, la implementación del Día 1 con las operaciones de Aprovisionamiento sin intervención (ZTP), y las operaciones del Día 2 +.