Apakah Seni Bina Spine-Leaf dan Bagaimanakah Ia Berfungsi?

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan perkembangan pesat pelayan dan lapisan pensuisan pusat data yang terdiri daripada berbilang peringkat, seni bina Spine-Leaf mula mengambil alih seni bina tiga peringkat sedia ada sebagai seni bina utama, disebabkan kelebihan penskalaan mendatar dan ketersediaannya. Ingin mengetahui tentang seni bina spine-leaf ? Jadi, bagaimanakah anda membinanya? Teliti panduan kami, yang menjelaskan konsep seni bina spine-leaf dan memberikan pandangan tentang reka bentuk serta pelaksanaannya.

Apakah Seni Bina Spine-leaf?

Seni bina spine-leaf hanya terdiri daripada dua lapisan suis: suis spine dan suis leaf. Lapisan spine, yang berfungsi sebagai teras rangkaian, menjalankan fungsi penghalaan. Sebaliknya, lapisan leaf merangkumi suis capaian yang menghubungkan pelayan, unit storan, dan pengguna akhir. Topologi ini mengurangkan bilangan lompatan serta kependaman rangkaian dalam rangkaian pusat data.

Dalam  seni bina spine-leaf, setiap suis leaf bersambung kepada setiap suis spine. Reka bentuk ini memastikan mana-mana pelayan boleh berkomunikasi dengan mana-mana pelayan lain, dan antara mana-mana dua suis leaf, tiada lebih daripada satu laluan suis yang saling bersambung.

Mengapa Anda Memerlukan Seni Bina Spine-leaf?

Seni bina spine-leaf, yang kini digunakan secara meluas di pusat data, membawa banyak manfaat, termasuk kebolehskalaan dan prestasi rangkaian yang dipertingkatkan. Tiga kelebihan seni bina spine-leaf dihuraikan di bawah.

Lebihan yang Dipertingkatkan

Seni bina spine-leaf mewujudkan sambungan yang kukuh antara pelayan dan rangkaian teras, serta menawarkan fleksibiliti yang lebih besar dalam pusat data hiper-skal. Dengan menggunakan suis leaf sebagai jambatan antara pelayan dan rangkaian teras, setiap suis leaf bersambung kepada semua suis spine, lalu membentuk fabrik tanpa sekatan yang berskala besar. Konfigurasi ini meningkatkan redundansi dengan ketara dan meminimumkan kesesakan trafik.

Peningkatan Prestasi

Seni bina spine-leaf mengurangkan kesesakan trafik dengan cekap melalui penggunaan protokol dan metodologi seperti TRILL dan SPB. Dengan fleksibiliti untuk beroperasi pada sama ada Lapisan 2 atau Lapisan 3, seni bina spine-leaf membolehkan penambahan pautan naik pada suis spine. Pengembangan lebar jalur antara lapisan ini mengurangkan lebihan langganan, sekali gus memastikan kestabilan rangkaian.

Kebolehskalaan

Seni bina spine-leaf menggabungkan berbilang pautan yang mampu mengendalikan trafik yang meningkat. Penambahan suis pada seni bina ini bukan sahaja meningkatkan kebolehskalaan, malah turut memudahkan pengembangan perusahaan. Ciri kebolehskalaan ini membolehkan perniagaan mengembangkan operasi mereka pada masa hadapan dengan lancar.

Seni Bina Spine-leaf berbanding Seni Bina Tradisional: Tiga Tingkat 

Perbezaan utama antara seni bina spine-leaf dan seni bina 3 tingkat berakar pada bilangan lapisan rangkaian dan orientasi aliran trafik—sama ada utara-selatan atau timur-barat.

Dalam seni bina rangkaian tiga peringkat konvensional, seperti yang digambarkan di bawah, terdapat tiga lapisan—teras, agregasi dan akses—. Suis akses menghubungkan pelayan dan peranti storan; lapisan agregasi menggabungkan trafik lapisan akses dan menyediakan sambungan berlebihan, manakala lapisan teras mengendalikan penghantaran rangkaian. Walau bagaimanapun, struktur tiga lapisan ini direka terutamanya untuk trafik utara-selatan dan bergantung pada Spanning Tree Protocol (STP), yang menyokong maksimum 100 suis. Reka bentuk ini berpotensi menyebabkan penyekatan port dan kebolehskalaan yang terhad disebabkan oleh ledakan data dalam rangkaian.

Manakala seni bina spine-leaf mencapai paralelisme trafik timur-barat sebagai tambahan kepada seni bina rangkaian utara-selatan tulang belakang bagi menghapuskan masalah kesesakan yang terdapat dalam pendekatan rangkaian tiga peringkat tradisional. Ia menambah lapisan pertukaran di bawah lapisan akses, membolehkan penghantaran data terus antara dua nod pada tahap ini, sekali gus mengelakkan masalah kesesakan dalam penghantaran rangkaian tulang belakang. Tidak seperti persediaan tiga peringkat tradisional, seni bina spine-leaf mewujudkan sambungan melalui spine dengan satu lompatan antara leaf, sekali gus meminimumkan kependaman dan kesesakan. Yang penting, dalam seni bina spine-leaf, konfigurasi suis kekal tetap, menghapuskan keperluan untuk perubahan rangkaian dalam persekitaran pelayan dinamik.

Bagaimanakah Seni Bina Spine-leaf Direka?

Apabila mereka bentuk seni bina spine-leaf, anda perlu memastikan bahawa pertimbangan kritikal telah dibuat dan dua pertimbangan yang paling mendesak ialah kadar langganan berlebihan dan saiz suis spine . Contoh terperinci turut disertakan di bawah untuk rujukan.

Kadar Lebihan Langganan

Kadar lebihan langganan menunjukkan kadar persaingan apabila semua peranti menghantar trafik secara serentak. Metrik ini dinilai dalam arah utara/selatan (trafik masuk/keluar pusat data) dan timur/barat (trafik antara peranti dalam pusat data). Bagi seni bina rangkaian moden, nisbah lebihan langganan yang ideal ialah 3:1 atau lebih rendah. Nisbah ini, yang dinyatakan sebagai lebar jalur huluan (ke suis tulang belakang) berbanding kapasiti hiliran (ke pelayan/storan), memastikan prestasi optimum. Sebagai contoh, jika suis leaf mempunyai 48 x 10G port (berjumlah 480Gb/s) dan 4 x 40G port paut naik yang disambungkan kepada suis spine 40G (dengan kapasiti paut naik 160Gb/s), nisbahnya ialah 3:1. Adalah penting untuk memastikan kelajuan paut naik sentiasa melebihi kelajuan paut turun bagi mengelakkan penyekatan pautan port.

Saiz Leaf dan Spine

Dalam topologi, bilangan suis spine bergantung pada kepadatan port suis backbone. Pada masa yang sama, bilangan suis spine ditentukan oleh faktor seperti daya pemprosesan yang diperlukan antara suis leaf, kuantiti laluan berlebihan/ECMP (laluan berbilang setara), serta kepadatan port masing-masing. Oleh itu, mempertimbangkan dengan teliti bilangan suis spine-leaf dan kepadatan portnya adalah penting untuk mengelakkan masalah rangkaian yang berpotensi berlaku.

Reka Bentuk Lapisan 2 atau Lapisan 3

Reka bentuk fabrik spine-leaf dua peringkat boleh dilaksanakan sama ada pada Lapisan 2 (melibatkan konfigurasi VLAN) atau Lapisan 3 (menggunakan pembahagian subnet). Teknik Lapisan 2 ini menekankan fleksibiliti maksimum: VLAN boleh direntangkan merentasi beberapa segmen, dan alamat MAC boleh dipindahkan dengan mudah. Pada masa yang sama, reka bentuk Lapisan 3 cenderung memihak kepada masa penumpuan yang sangat pantas dan penskalaan yang jauh lebih besar, termasuk sokongan ECMP fan-out untuk sehingga 32 atau lebih suis aktif spine.

Oleh itu, dengan mempertimbangkan faktor-faktor ini, kita boleh membina seni bina spine-leaf yang bukan sahaja berprestasi sangat baik, boleh diskalakan, dan memenuhi keperluan khusus rangkaian pusat data, malah merupakan pilihan yang baik dalam amalan!

Bina Seni Bina Spine-leaf dengan Suis Spine-leaf

Selepas memahami prinsip dan pengetahuan ini, kami akan membina seni bina suis spine-leaf. Seni bina spine-leaf baharu ini bertujuan untuk mewujudkan struktur rangkaian pelayan berketumpatan tinggi yang baharu. Di sini, kami membentangkan contoh praktikal.

Untuk suis spine, kami memilih S7600-32C, yang dilengkapi dengan port 100G, manakala suis leaf diwakili oleh S7600-48Y8C, menampilkan port 100G/25G. Konfigurasi ini memastikan lebar jalur pautan hulu 100G dan lebar jalur pautan hilir 25G. Sepanjang penghantaran keseluruhan pautan, suis menyokong MLAG, VXLAN, atau EVPN-VXLAN, serta pelbagai teknologi maya berkaitan secara serentak, sekali gus memastikan kebolehpercayaan struktur yang kukuh.

Kesimpulan: Bagaimana Memilih Spine-leaf Switch yang Tepat?

Fahami keupayaan prestasi suis spine dan leaf untuk aspek seperti kepadatan port, teknologi virtualisasi, redundansi perkakasan dan sebagainya. Kemudian, sesuaikan pilihan suis mengikut keperluan sebenar penggunaan untuk melengkapkan seni bina rangkaian. Kita tidak boleh mengabaikan QSFPTEK suis siri S7600 yang menyokong sistem perisian virtualisasi lengkap . Penggunaan suis ini membolehkan peningkatan prestasi rangkaian dan penggunaan yang lebih pantas untuk mencapai matlamat rangkaian anda.