Wat is een datacenter-fabric?

Wat is datacenter-fabric?

In deze moderne datacenterarchitectuur worden netwerkapparaten ingezet in twee (en soms drie) onderling sterk verbonden lagen, weergegeven in een fabric. In tegenstelling tot traditionele meerlaagse architecturen, maakt een datacenter-fabric effectief de netwerkarchitectuur vlak, waardoor de afstand tussen eindpunten binnen het datacenter wordt verkleind. Dit ontwerp leidt tot buitengewone efficiëntie en lage latentie.

Spine-leaf datacenter-fabric architectuur.

 

De verschillende soorten datacenters hebben een ander ontwerpdoel. Ze bieden een solide verbindingslaag in het fysieke netwerk en verplaatsen de complexiteit van het aanbieden van netwerkvirtualisatie, segmentatie, uitgerekte Ethernet-segmenten, workloadmobiliteit en andere services naar een overlay die over de fabric ligt. De fabric zelf, in combinatie met een overlay, wordt de onderlaag genoemdd.

Welke problemen lossen datacenter-fabrics op?

Naarmate applicaties van monolithisch naar uitgesplitste en microservices-ontwerppatronen overgaan, veranderen ook de verkeerspatronen in het datacenter. Ze verschuiven van noord-zuid, tussen apparaten binnen en buiten het datacenter, naar oost-west, tussen apparaten binnen het datacenter.

Organisaties die verder gaan dan monolithische applicaties hanteren ook een flexibele IT-aanpak, waarbij ze applicaties sneller in kleinere stappen implementeren en reageren op transportvereisten die snel kunnen veranderen. Bovendien stappen veel organisaties over op gevirtualiseerde workloads, zoals containers en virtuele machines, om snelle capaciteitsverschuivingen op een kleinere set fysieke servers in de loop van de tijd te ondersteunen.

Traditionele hiërarchische datacenter-netwerkontwerpen zijn niet geschikt om aan deze vereisten te voldoen. Daarom vervangen veel organisaties hun hiërarchische netwerken door vlakkere, flexibeler datacenter-fabrics.

Hoe werkt een datacenter-fabric?

Moderne datacenter-fabrics gebruiken meestal een tweelaagse spine-and-leaf architectuur, Clos-fabricc. In deze fabric zijn er doorgaans drie fasen, waarbij gegevens door drie apparaten gaan om hun bestemming te bereiken. Het datacenterverkeer van oost naar west gaat bijvoorbeeld typisch stroomopwaarts van een bepaalde server via een leaf-apparaat naar een spine-apparaat en vervolgens stroomafwaarts via een ander leaf-apparaat naar de bestemmingsserver.

In een fabric-ontwerp is er geen netwerkkern, wat de fundamentele aard van het netwerk zelf verandert.

  • Terwijl intelligentie kan worden verplaatst naar de kern van een traditioneel hiërarchisch netwerk (bijvoorbeeld om beleid te implementeren), wordt de intelligentie in een spine-and- leaf-fabric verplaatst naar de rand. Het wordt geïmplementeerd in leaf-apparaten (zoals top-of-rack of ToR, switches) of in eindpuntapparaten die zijn aangesloten op de fabric (de workloads). De spine-apparaten fungeren voornamelijk als een doorgangslaag voor de leaf-apparaten.
  • Spine-and- leaf-fabrics kunnen gemakkelijk met plaatsen in het netwerk werken waar oost-west verkeersstromen logisch zijn, wat niet het geval is in een traditioneel hiërarchisch ontwerp.
  • Al het verkeer in een spine-and- leaf-fabric — oost-west of noord-zuid — wordt gelijk. Het wordt verwerkt door hetzelfde aantal apparaten. Deze praktijk helpt aanzienlijk bij het bouwen van fabrics met strikte vertragings- en jittervereisten.

De schaal van een spine-and- leaf-fabric wordt beperkt door het aantal beschikbare poorten.

Op de leaf-apparaten:

  • Downstream-poorten beschikbaar om eindpunten te verbinden.
  • Upstream-poorten beschikbaar voor verbinding met spine-apparaten.

Op de spine-apparaten:

  • Downstream-poorten beschikbaar voor verbinding met leaf-apparaten.

Het toevoegen van capaciteit aan een spine-and- leaf-fabric is echter eenvoudig. U voegt eenvoudig meer spine- of leaf-apparaten toe als dat nodig is naast de bestaande apparaten. Deze aanpak stelt een spine-and- leaf-fabric in staat om op dezelfde manier te 'scalen' als waarop servers en services dat doen, door meer apparaten parallel toe te voegen. Dit is in tegenstelling tot 'opschaling' door meer capaciteit toe te voegen aan bestaande apparaten, zoals in een traditioneel hiërarchisch ontwerp.

Naast het vergroten van de poortcapaciteit, kunt u ook de algehele schaalbaarheid van de structuur vergroten door meerdere spine-and- leaf-fabriccapsules te maken te maken en deze met elkaar te verbinden via een extra spine-achtige laag.

Voorbeeldontwerp voor een grootschalige fabric

Voorbeeldontwerp voor een grootschalige fabric.

 

Dit op pods gebaseerde ontwerp heeft voordelen in grootschalige datacenter-fabrics.

  • Biedt de mogelijkheid om zeer grote fabrics te bouwen met behulp van een enkel apparaattype in het hele netwerk (een enkel SKU-ontwerp).
  • Maakt generatiebeheer van hardware en software in de loop van de tijd mogelijk.
  • Maakt het gemakkelijk om het verkeer te sturen met behulp van technologieën zoals segmentroutering.

Implementatie van Juniper Networks

De fabricoplossingen voor datacenters van Juniper omvatten twee hoofdcomponenten.

  • Juniper-switches bieden hoog presterende platforms met hoge dichtheid die nodig zijn om innovatieve datacenter- fabrics te bouwen die kunnen worden geschaald tot duizenden poorten.
  • De gezamenlijke oplossing van Juniper met Apstra stelt u in staat om uw fysieke datacenter-infrastructuur gemakkelijk te beheren. Met Apstra AOS kunt u uw datacenterfabric automatiseren, beheren en bewaken, waardoor de bewerkingen voor Dag 0 en daarna worden vereenvoudigd.

Deze oplossingen zijn geschikt voor fysieke en gevirtualiseerde infrastructuren, zorgen voor vereenvoudigd beheer en voldoen perfect aan de vereisten van virtualisatie, cloud-computing en big data.