ќбсудим вашу задачу в Telegram - чате?

ћерион Ќетворкс

5 минут чтени€

—уществует нова€ тенденци€ дл€ стандартов проектировани€ топологии сети - создание быстрой, предсказуемой, масштабируемой и эффективной коммуникационной архитектуры в среде центра обработки данных. –ечь идет о топологии Leaf-Spine, о которой мы поговорим в этой статье.


ѕочему Leaf-Spine?

”читыва€ повышенный фокус на массовые передачи данных и мгновенные перемещени€ данных в сети, стареющие трехуровневые конструкции в центрах обработки данных замен€ютс€ так называемым дизайном Leaf-Spine. јрхитектура Leaf-Spine адаптируетс€ к посто€нно мен€ющимс€ потребност€м компаний в отрасл€х big data с развивающимис€ центрами обработки данных.


ƒруга€ модель

“радиционна€ трехуровнева€ модель была разработана дл€ использовани€ в общих сет€х. јрхитектура состоит из Core маршрутизаторов, Aggregation маршрутизаторов (иногда этот уровень называетс€ Distribution) и Access коммутаторов. Ёти устройства взаимосв€заны пут€ми дл€ резервировани€, которые могут создавать петли в сети. „астью дизайна €вл€етс€ протокол Spanning Tree (STP) , предотвращающий петли, однако в этом случае деактивируетс€ все, кроме основного маршрута и резервный путь используетс€ только тогда, когда основной маршрут испытывает перебои в работе.

 “радиционна€ трехуровнева€ модель сети
¬ведение новой модели

— конфигурацией Leaf-Spine все устройства имеют точно такое же количество сегментов и имеют предсказуемую и согласованную задержку информации. Ёто возможно из-за новой конструкции топологии, котора€ имеет только два сло€: слой ЂLeafї и ЂSpineї. —лой Leaf состоит из access коммутаторов, которые подключаютс€ к таким устройствам как сервера, фаерволы, балансировщики нагрузки и пограничные маршрутизаторы. ”ровень Spine, который состоит из коммутаторов, выполн€ющих маршрутизацию, €вл€етс€ основой сети, где каждый коммутатор Leaf взаимосв€зан с каждым коммутатором Spine.

„тобы обеспечить предсказуемое рассто€ние между устройствами в этом двухуровневом дизайне, динамическа€ маршрутизаци€ уровн€ 3 используетс€ дл€ соединени€ уровней. ќна позвол€ет определить наилучший маршрут и настроить его с учетом изменени€ сети. Ётот тип сети предназначен дл€ архитектур центров обработки данных, ориентированных на сетевой трафик типа Ђ¬осток-«ападї (East-West). “акой трафик содержит данные, предназначенные дл€ перемещени€ внутри самого центра обработки данных, а не наружу в другую сеть. Ётот новый подход €вл€етс€ решением внутренних ограничений Spanning Tree с возможностью использовани€ других сетевых протоколов и методологий дл€ достижени€ динамической сети.

 ћодель Leaf-Spine
ѕреимущества Leaf-Spine

¬ Leaf-Spine сеть использует маршрутизацию 3го уровн€. ¬се маршруты сконфигурированы в активном состо€нии с использованием протокола равноудаленных маршрутов Equal-Cost Multipathing (ECMP) . Ёто позвол€ет использовать все соединени€ одновременно, сохран€€ при этом стабильность и избега€ циклов в сети. ѕри использовании традиционных протоколов коммутации уровн€ 2, таких как Spanning Tree в трехуровневых сет€х, он должен быть настроен на всех устройствах правильно, и все допущени€, которые использует протокол Spanning Tree Protocol (STP), должны быть прин€ты во внимание (одна из простых ошибок, когда конфигураци€ STP св€зана с неправильным назначением приоритетов устройства, что может привести к неэффективной настройке пути). ”даление STP между уровн€ми Access и Aggregation приводит к гораздо более стабильной среде.

ƒругим преимуществом €вл€етс€ простота добавлени€ дополнительного оборудовани€ и емкости.  огда происходит ситуаци€ перегрузки линков, котора€ называетс€ oversubscription (что означает, что генерируетс€ больше трафика, чем может быть агрегировано на активный линк за один раз) возможность расшир€ть пропускную способность проста - может быть добавлен дополнительный Spine коммутатор и вход€щие линии могут быть расширены на каждый Leaf коммутатор, что приведет к добавлению полосы пропускани€ между уровн€ми и уменьшению перегрузки.  огда емкость порта устройства становитс€ проблемой, можно добавить новый Leaf коммутатор. ѕростота расширени€ оптимизирует процесс »“-отдела по масштабированию сети без изменени€ или прерывани€ работы протоколов коммутации уровн€ 2.


Ќедостатки Leaf-Spine

ќднако этот подход имеет свои недостатки. —амый заметный из них Ц увеличение количества проводов в этой схеме, из-за соединени€ каждого Leaf и Spine устройства. ј при увеличении новых коммутаторов на обоих уровн€х эта проблема будет расти. »з-за этого нужно тщательно планировать физическое расположение устройств. ƒругим основным недостатком €вл€етс€ использование маршрутизации уровн€ 3.≈е использование не дает возможность развертывать VLANТы в сети. ¬ сети Leaf-Spine они локализованы на каждом коммутаторе отдельно Ц VLAN на Leaf сегменте недоступен другим Leaf устройствам. Ёто может создать проблемы мобильности гостевой виртуальной машины в центре обработки данных.


ѕрименение Leaf-Spine

¬еб-приложени€ со статичным расположением сервера получат преимущество от реализации Leaf-Spine. »спользование маршрутизации уровн€ 3 между уровн€ми архитектуры не преп€тствует приложени€м веб-масштаба, поскольку они не требуют мобильности сервера. ”даление протокола Spanning Tree Protocol приводит к более стабильной и надежной работе сети потоков трафика East-West. “акже улучшена масштабируемость архитектуры.  орпоративные приложени€, использующие мобильные виртуальные машины (например, vMotion), создают проблему, когда сервер нуждаетс€ в обслуживании внутри центра обработки данных, из-за маршрутизации уровн€ 3 и отсутствие VLAN. „тобы обойти эту проблему, можно использовать такое решение, как Software Defined Networking (SDN) , которое создает виртуальный уровень 2 поверх сети Leaf-Spine. Ёто позвол€ет серверам беспреп€тственно перемещатьс€ внутри центра обработки данных.


ƒругие решени€

¬ качестве альтернативы маршрутизации уровн€ 3 топологи€ Leaf-and-Spine может использовать другие протоколы, такие как Transparent Interconnection of Lots of Links (TRILL) или Shortest Path Bridging (SPB) дл€ достижени€ аналогичной функциональности. Ёто достигаетс€ за счет сокращени€ использовани€ Spanning Tree и включени€ ECMP уровн€ 2, а также поддержки развертывани€ VLAN между Leaf коммутаторами.


»тог

—ети Leaf-Spine предлагают множество уникальных преимуществ по сравнению с традиционной трехуровневой моделью. »спользование маршрутизации 3-го уровн€ с использованием ECMP улучшает общую доступную пропускную способность, использу€ все доступные линии. Ѕлагодар€ легко адаптируемым конфигураци€м и дизайну, Leaf-Spine улучшает управление масштабируемостью и контролем над перегрузкой линий. ”странение протокола Spanning Tree Protocol приводит к значительному повышению стабильности сети. »спользу€ новые инструменты и име€ способность преодолевать присущие ограничени€ другими решени€м, такими как SDN, среды Leaf-Spine позвол€ют »“-отделам и центрам обработки данных процветать при удовлетворении всех потребностей и потребностей бизнеса.


ѕолезна ли ¬ам эта стать€?


Ёти статьи могут быть вам интересны: