데이터 센터의 ToR 스위치

작성자 Leslie

날짜 06/01/2023

ToR 스위치가 무엇이며 데이터 센터 환경에서 어떤 역할을 하는지 알고 계신가요? 이 글은 ToR 스위치의 기능뿐만 아니라 데이터 센터에서의 애플리케이션을 더 깊이 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

ToR 스위치란 무엇인가요?

먼저, T를 이해해 보겠습니다또는 스위치의 의미. ToR(top-of-rack) 스위치는 액세스 스위치라고도 하며, 일반적으로 데이터 센터 아키텍처에 배포됩니다. 랙 상단에 배치되어 랙 내 여러 서버 또는 네트워크 장치에 연결성을 제공합니다. 네트워크 트래픽을 집계하는 중앙 지점으로서 ToR 스위치는 서버 간 대용량 트래픽을 효율적으로 처리하여 원활한 통신과 데이터 교환을 가능하게 합니다.

ToR 스위치의 특징

ToR Switch

ToR(Top-of-Rack) 스위치는 최신 데이터 센터 네트워크에서 중요한 요소가 되게 하는 몇 가지 주목할 만한 기능을 제공합니다.

높은 포트 밀도

랙 상단 스위치는 일반적으로 많은 수의 포트를 제공하여 랙 내부의 여러 서버 및 네트워크 장치에 효율적으로 연결할 수 있도록 합니다. 이러한 높은 포트 밀도는 데이터 센터의 증가하는 수요를 수용하고 늘어나는 연결 장치 수를 지원합니다.

낮은 지연 시간

ToR 스위치는 낮은 지연 시간으로 설계되어 서버 간 빠르고 원활한 데이터 전송이 가능합니다. 낮은 지연 시간은 금융 거래, 비디오 스트리밍, 온라인 게임과 같이 실시간 데이터 처리가 필요한 애플리케이션에 매우 중요합니다.

고속 프로토콜

ToR 스위치는 일반적으로 40G 및 100G의 효율적인 인터페이스를 통해 고속 네트워크 프로토콜을 지원하여 빠르고 안정적인 데이터 전송을 가능하게 합니다. 이러한 프로토콜은 서버와 더 넓은 데이터 센터 네트워크 인프라 간의 효율적인 통신을 가능하게 합니다.

유연성과 확장성

ToR 스위치는 유연성과 확장성으로 잘 알려져 있으며, 이는 데이터 센터의 변화하는 요구에 적응할 수 있는 강력한 기능을 갖추고 있음을 의미합니다. 서버 밀도 증가나 네트워크 요구 사항을 수용하기 위해 더 많은 스위치를 추가하여 쉽게 확장할 수 있기 때문입니다.

고급 관리 기능

Top of rack switch 스위치는 가상 LAN(VLAN) 지원, 서비스 품질(QoS) 기능 및 보안 프로토콜을 포함한 고급 관리 프로토콜을 갖추고 있어 효율적인 네트워크 세분화, 트래픽 우선순위 지정 및 향상된 네트워크 보안을 가능하게 합니다.

이중화 및 고가용성

ToR 스위치는 일반적으로 안정적이고 탄력적인 네트워크 연결을 보장하기 위해 링크 집계 및 이중화 전원 옵션을 지원합니다. 이중화 기능은 링크 장애의 영향을 완화하고 중단 없는 네트워크 서비스를 제공하는 데 도움이 됩니다. 당사의 경우와 마찬가지로 S7600 시리즈의 모든 스위치에는 장치의 중단 없는 가동 시간을 보장하기 위해 2개의 (1+1 이중화) 전원 공급 장치와 여러 개의 팬이 장착되어 있습니다.

모니터링 및 문제 해결

ToR 스위치는 일반적으로 강력한 모니터링 및 문제 해결 기능을 제공하여, 관리자가 네트워크 성능을 효율적으로 관찰하고, 트래픽 패턴을 분석하며, 잠재적인 문제를 사전에 해결할 수 있도록 지원합니다. 예를 들어, DDoS 공격과 TCP/UDP Flood 사고에 쉽게 대응할 수 있습니다. 주로 이러한 고급 기능은 네트워크 운영을 최적화하고 네트워크 관련 과제의 식별 및 해결을 신속하게 하는 데 기여합니다.

ToR 스위치 VS 기존 스위치

데이터 센터 네트워크의 고성능

데이터 센터의 핵심 구성 요소로서 ToR 스위치는 데이터 센터의 세 가지 핵심 중요 기능을 완벽하게 보여줍니다. 첫째, 높은 대역폭과 낮은 지연 시간을 제공하여 서버와 스토리지 장치 간의 고속 연결을 지원합니다. 고속 대역폭은 효율적이고 신속한 데이터 전송을 보장하며, 낮은 지연 시간은 전송 지연을 최소화합니다.

또한, 데이터 센터 네트워크는 중복성 및 장애 허용 기능을 갖추도록 설계되어 중단 없는 운영을 보장하고 데이터 손실 또는 서비스 중단 위험을 완화합니다. 중복성은 스위치, 라우터, 케이블과 같은 핵심 네트워크 구성 요소를 복제하여 백업 경로를 생성함으로써 달성됩니다.

마지막으로, 데이터 센터 네트워크는 무단 액세스, 데이터 침해 및 네트워크 위험을 제거하기 위한 포괄적인 보안 조치를 갖추고 있습니다. 예로는 방화벽, 침입 탐지 시스템 및 암호화 기술이 있으며, 이들은 모두 데이터의 무결성과 기밀성을 보호하는 데 도움이 됩니다.

구성이 다릅니다

ToR 스위치와 기존 스위치는 하드웨어 구성에서 차이가 있으며, 이로 인해 기능이 매우 다릅니다. 관련 매개변수는 아래 표를 확인하십시오.

ToR 스위치				기존 스위치
부품 번호	S7600-24Y4C	S7600-24X2Q	S7600-48X8C	S5300-24T4X	S5300-8T2S	S5300-48T4X
CPU	Dual core/ARM A53	SOC(Dual core/ARM A53)	Dual core/ARM A53	MIPS34KC	MIPS	interAptiv
ASIC	CTC8180	CTC7132	CTC8180	RTL9130	RTL8380M	RTL9311
RAM	2 GB	2 GB	2 GB	256MB	128MB	512MB
플래시	8GB(eMMC)	8 GB (eMMC)	8 GB (eMMC)	16MB	16MB	16MB
패킷 버퍼	36 MB	9 MB	36 MB	1.5	512KB	2
MAC 주소 용량	122880	98304	122880	16383	8K	32764
ARP 용량	16384	12288	16384	2040	384	512

매개변수의 차이점을 이해했으니, 이제 기능상의 차이점을 살펴보겠습니다. 첫째, 탑오브랙 스위치는 주로 데이터 센터 내 서버 랙 상단에 배치되어 서버와 데이터 센터 네트워크 간의 연결을 지원합니다. 반면, 기존 스위치는 주로 컴퓨터, 프린터, IP 전화기와 같은 최종 사용자 장치를 네트워크에 연결하는 데 사용됩니다. 둘째, 탑오브랙 (ToR) 스위치는 일반적으로 서비스 품질 (QoS), VLAN 분할, 링크 집계와 같은 고급 기능을 제공하여 성능을 최적화하고 데이터 센터 내에서 안정적인 통신을 보장합니다.

반면, 일반 스위치는 일반적으로 고급 기능이나 고속 인터페이스 없이 기본적인 스위칭 기능을 제공합니다. 마지막으로, ToR 스위치는 데이터 센터 환경의 까다로운 요구 사항을 충족하도록 의도적으로 설계된 반면, 기존 스위치는 일반 사무실 환경이나 소규모 네트워크에서 흔히 사용됩니다.

데이터 센터의 ToR 스위치 구축

Top-of-Rack 스위치 아키텍처

ToR Switch Deployment

Top of Rack(ToR) 스위치 아키텍처는 데이터 센터 내 각 랙 상단에 전략적으로 배치된 ToR 스위치를 포함합니다. 이러한 스위치는 액세스 네트워크 계층과 코어 네트워크 계층 사이의 핵심 인터페이스 역할을 하며, 랙 내 서버 관리를 위한 중앙 집중식 제어 지점을 제공합니다. 이 아키텍처에서는 여러 ToR 랙 스위치의 네트워크 트래픽이 지능적으로 집계되어 트래픽 리소스 할당을 최적화하고 네트워크 관리를 단순화합니다. 효율적인 통신과 데이터 교환을 촉진함으로써 ToR 스위치는 데이터 센터 네트워크의 전반적인 확장성과 유연성을 향상시켜 원활한 네트워크 운영을 가능하게 합니다.

서버를 데이터 센터 네트워크에 원활하게 통합

ToR 스위치는 데이터 센터 네트워크 내 서버의 원활한 통합을 크게 향상시켜 네트워크 성능과 운영 효율성을 최적화합니다. 이러한 스위치는 중앙 집중식 관리 인터페이스와 Software Defined Networking (SDN) 솔루션 지원과 같은 고급 기능을 갖추고 있습니다. VLAN 세분화를 구현하면 네트워크 트래픽을 논리적으로 분리하여 서버 간 효율적이고 안전한 통신을 보장할 수 있습니다. 또한 서비스 품질(QoS) 기능을 통해 중요한 애플리케이션과 트래픽의 우선순위를 지정하여 최적의 성능과 최소 지연 시간을 보장할 수 있습니다. 이러한 기능을 활용하면 관리자는 중앙 집중식 제어 지점에서 네트워크를 효율적으로 구성하고 모니터링할 수 있어 네트워크 구성 및 관리 프로세스를 단순화하고 중단 없는 데이터 교환을 촉진할 수 있습니다.

확장 가능하고 고성능인 컴퓨팅 환경 지원

ToR 스위치는 데이터 센터의 확장 가능하고 고성능 컴퓨팅 환경 요구 사항을 충족하도록 특별히 설계되어, 대량의 네트워크 트래픽을 처리하고 고밀도 서버 배포를 수용할 수 있습니다. 이러한 스위치는 10GbE, 25GbE, 40GbE와 같은 고속 연결 옵션을 제공하여 효율적인 데이터 전송과 낮은 지연 시간을 보장합니다. 또한 Top of rack switch 스위치는 서비스 품질(QoS) 및 트래픽 우선순위 지정 등 강력한 대역폭 관리 기능을 제공하여, 다양한 애플리케이션이나 서비스의 요구 사항에 따라 네트워크 리소스를 동적으로 할당하고 최적의 네트워크 성능을 달성할 수 있게 합니다。

랙 상단 스위치의 미래 동향

데이터 센터가 AI, VR, 엣지 컴퓨팅과 같은 신흥 기술을 도입함에 따라 ToR 스위치는 25/40/100 Gigabit Ethernet과 같은 더 빠른 네트워크 프로토콜을 지원해야 합니다. 또한 고급 SDN 기능을 top of rack 스위치에 통합하면 중앙 집중식 관리, 프로그래밍 가능성 및 자동화가 가능해져 네트워크 유연성, 확장성 및 민첩성이 향상됩니다. 보안을 강화하기 위해 ToR 스위치는 고급 ACL, 네트워크 세분화, 강화된 암호화 프로토콜과 같은 기능을 통합하여 민감한 데이터를 보호하고 무단 액세스를 방지하며 취약점을 줄입니다. DPI와 머신 러닝 알고리즘을 통합하면 진화하는 보안 위협을 실시간으로 탐지하고 대응할 수 있어 안전하고 복원력 있는 데이터 센터 네트워크를 보장합니다.

QT는 고성능 ToR 스위치 제공업체입니다. 고객에게 제공되는 보다 인기 있는 모델 중 일부는 다음과 같습니다.

모델	S7600-24Y4C	S7600-48X8C	S7600-48Y8C	S7600-24X2Q	S7600-24X2C
포트	24x 25GE SFP28, 4x 100GE QSFP28 업링크 포함	48x 10Gb SFP+ 포트 및 8x 100Gb QSFP28 업링크	48x 25Gb SFP28 포트 및 8x 100Gb QSFP28 업링크	24x 10Gb SFP+ 포트 및 2x 40Gb QSFP+ 업링크	24x 10Gb SFP+ 포트 및 2x 40/100Gb QSFP28 업링크
전원 공급 장치	2 (1+1 중복)	2 (1+1 이중화) 핫스왑 가능	2 (1+1 이중화) 핫스왑 가능	2 (1+1 이중화) 핫스왑 가능	2 (1+1 이중화) 핫스왑 가능
팬 번호	4 핫플러그 가능	핫스왑 가능 4개	핫스왑 가능 4개	3 (2+1 이중화) 내장	3 (2+1 이중화) 내장
스위칭 &포워딩 용량	스위칭 용량: 2 Tbps 전송 속도: 1488 Mpps	스위칭 용량: 2.56 Tbps 전송률: 1905 Mpps	스위칭 용량: 4 Tbps 포워딩 속도: 2976 Mpps	스위칭 용량: 640 Gbps 포워딩 속도: 480 Mpps	스위칭 용량: 880 Gbps 전달 속도: 540 Mpps
기능	높은 보안을 위해 QoS/ACL/DHCP를 지원합니다. 높은 신뢰성을 위한 LACP/VRRP/ERPS/MSTP/BFD/Smart Link 지원	고도로 제어되는 QOS 및 보안 기능. VARP, VXLAN, EVPN, GRE 및 NVGRE를 지원합니다.	고도로 제어된 QOS 및 보안. VARP, VXLAN, EVPN, GRE, NVGRE 지원	포트 격리와 ACL, QoS, DHCP를 지원합니다. 높은 신뢰성을 위한 MSTP/ERPS/VRRP/LACP 지원	포트 격리와 ACL, QoS, DHCP를 지원합니다. MSTP/ERPS/VRRP/LACP 지원

결론

데이터 센터 네트워크와 함께 ToR 스위치는 새로운 네트워크 요구 사항과 기술에 계속 적응하고 있습니다. top of rack 스위치의 미래에는 확장 가능하고 고성능의 컴퓨팅 환경을 촉진하는 유망한 트렌드가 있습니다. 높은 포트 밀도와 낮은 지연 시간을 갖춘 기능으로 데이터 센터 아키텍처를 업그레이드하고 싶다면 ToR 스위치가 최고의 선택이 될 수 있습니다.