Позвоночник

Mar 12, 2023

«Сетевая архитектура Spine-Leaf преодолевает ограничения традиционных сетей, но она представляет собой ряд проблем», — говорит Дэвид Познер, вице-президент по связям и периферийным устройствам Tripp Lite by Eaton.

Сетевая архитектура типа «позвоночник-лист» превосходит ограничения традиционной трехуровневой сетевой архитектуры, обеспечивая высокую пропускную способность и низкую задержку для связи между серверами.

Стандартный метод подключения сети «позвоночник-лист» использует коммутационные кассеты и плотную паутину волоконных кросс-соединений, но этот метод увеличивает путаницу в кабелях и увеличивает количество ошибок при установке. Специально созданные оптоволоконные патч-панели решают эти проблемы.

Традиционные центры обработки данных используют трехуровневую сетевую архитектуру, состоящую из основных коммутаторов, коммутаторов распределения/агрегации и коммутаторов доступа (также известных как верхние стойки или ToR). Эта архитектура оптимизирована для связи север-юг между клиентами и серверами.

Однако внедрение виртуализации и других сложных серверных приложений значительно увеличило взаимодействие между серверами.

Традиционная трехуровневая сетевая архитектура не в состоянии эффективно обрабатывать этот возросший трафик с востока на запад, поскольку переподписка приводит к узким местам в полосе пропускания, а различные сквозные маршруты приводят к непредсказуемым задержкам.

Трехуровневая сетевая архитектура также подвержена простоям, поскольку отказ одного восходящего коммутатора может прервать доступ к нисходящей сети.

Инновационная архитектура «позвоночник-лист» преодолевает ограничения традиционной трехуровневой сетевой архитектуры, обеспечивая высокую пропускную способность и низкую задержку для связи между серверами.

В архитектуре «позвоночник и лист» каждый коммутатор доступа нижнего уровня (листовой) подключен к каждому коммутатору ядра (позвоночника) верхнего уровня в полной ячеистой сети.

Сетевой трафик равномерно распределяется между коммутаторами, что устраняет узкие места в полосе пропускания. А поскольку сетевой трафик всегда проходит через одно и то же количество устройств от листа к листу, задержка становится более предсказуемой и управляемой.

Устойчивость сети также повышается, поскольку коммутаторы позвоночника по своей конструкции являются резервными и автоматически компенсируют сбои коммутатора. Если сети требуется большая пропускная способность, добавление коммутаторов позволяет легко масштабировать ее. А если в стойке требуется больше портов, можно добавить еще один листовой коммутатор без простоя.

Распространенный метод подключения сетевой архитектуры типа «позвоночник и лист» использует коммутационные кассеты для разделения портов MTP/MPO на сетевых коммутаторах на отдельные полосы.

Затем оптоволоконные кабели соединяют каждый листовой коммутатор с каждым магистральным коммутатором в ячеистой топологии. Как следует из описания сетки, для этого требуется толстая сеть кабелей.

Например, для сети с восемью конечными коммутаторами и четырьмя коммутаторами позвоночника требуется 32 оптоволоконных кабеля и 64 соединения. (Количество конечных коммутаторов ограничено количеством портов магистральных коммутаторов, а количество магистральных коммутаторов ограничено количеством портов восходящей линии связи конечных коммутаторов.)

Сложная кабельная разводка увеличивает вероятность ошибок при установке, диагностику и устранение неисправностей которых сложно и отнимает много времени. Это также затрудняет обновление или модификацию сети.

Оптоволоконные патч-панели Spine-Leaf преодолевают эти ограничения с помощью структурированной кабельной системы. Хотя можно использовать модульные панели, в которых используются кассеты, добавление кассетных соединений увеличивает вносимые потери.

Специально созданные патч-панели сокращают расходы на установку и позволяют избежать вносимых потерь, которые влияют на производительность сети. Они также помогают предотвратить ошибки кабельного подключения, поиск и устранение которых отнимает много времени и средств. Патч-панели представляют собой полносвязную, неблокирующуюся структуру, устраняющую путаницу в кабелях и снижающую сложность.

Используя предыдущий пример сети с восемью конечными коммутаторами и четырьмя коммутаторами позвоночника, требования к кабелям сокращаются с 32 оптоволоконных кабелей (64 соединения) до 16 оптоволоконных кабелей MTP/MPO (32 соединения).