Tietokeskuksen kehitys yhdistää verkkoverkot

Arkkitehtoniset vaatimukset, suunnittelun näkökohdat ja nousevat tekniikat, jotka muotoilevat modernia DCI -infrastruktuuria

 

 

Suurten - mittakaavakeskusten syntyminen on muuttanut pohjimmiltaan, miten lähestymme viestintää ja verkkoinfrastruktuuria. Kun organisaatiot luottavat yhä enemmän hajautettuihin laskentaresursseihin, DCI -verkosta on tullut kriittinen osa maantieteellisesti hajaantuneiden tietokeskuksen välisten saumattomien yhteyksien varmistamista. Näiden verkkojen arkkitehtonisten vaatimusten ja suunnittelun näkökohtien ymmärtäminen on välttämätöntä vankan, skaalautuvan infrastruktuurin rakentamiselle.

 

 

Ensimmäinen peruskysymys datakeskuksen verkkojen suunnittelussa koskee toiminnan tavoiteasteikkoa. Vaikka mittakaavaetot viittaavat siihen, että suuret tietokeskukset tarjoavat paremman kustannustehokkuuden, käytännön rajoitukset, kuten virran saatavuus tietyissä paikoissa, asettavat todelliset rajoitukset. Lisäksi, jotta varmistetaan vikatoleranssi ja ylläpitää matalaa latenssia globaaleille käyttäjille, tietokeskukset on jaettava strategisesti useilla maantieteellisillä alueilla. Tämä jakeluvaatimus tekee DCI -verkkoarkkitehtuurista yhä tärkeämmän johdonmukaisten toimintojen ylläpitämisessä tilojen välillä.

 

Toinen kriittinen huomio käsittää kohdesovellusten edellyttämän laskennallisen kapasiteetin ja viestinnän kaistanleveyden määrittämisen. Sosiaalisen verkostoitumisen alustot kuvaavat tätä haastetta, koska niiden on tallennettava ja toistettava kaikki käyttäjät - luotu sisältö palvelinklustereiden välillä. Tukiverkkoinfrastruktuurista tulee ensiarvoisen tärkeää, koska jokainen ulkoinen pyyntö voi vaatia rinnakkaisia ​​yhteyksiä satoihin tai jopa tuhansiin palvelimiin pyynnön täyttämiseksi riittävästi. Tässä yhteydessä DCI -verkko toimii selkärangana, jonka avulla nämä hajautetut toiminnot toimivat yhtenäisenä järjestelmänä.

 

Kolmas välttämätön kysymys käsittelee astetta, johon yksittäiset palvelimet voidaan multipleksoida useissa sovelluksissa ja ominaisuuksissa. Esimerkiksi Yahoo -portaalisivustot voivat isännöidä satoja käyttäjiä -, joka kohtaa henkilökohtaisia ​​palveluita samanlaisen määrän sisäisten sovellusten kanssa, jotka tukevat erän tietojenkäsittelyä, hakemiston luomista, mainonnan sijoittamista ja yleistä liiketoimintaa. Nykyaikaisten DCI -verkon toteutusten tarjoama joustavuus mahdollistaa resurssien dynaamisen allokoinnin näissä monimuotoisissa työmäärissä.

 

 

 

Kuva 2.1 kuvaa tyypillistä datakeskuksen verkkoarkkitehtuuria, joka hyödyntää perinteistä asteikkoa - up -lähestymistapaa. Tässä kokoonpanossa jokainen teline sisältää kymmeniä palvelimia, jotka on kytketty - telineen (Tor) -kytkimen yläosaan -, kuparikaapeleiden tai optisten kuitujen kautta. Nämä TOR -kytkimet kytketään myöhemmin käyttökerroksen kytkimiin optisten lähetinvastaanottimien kautta. Kun jokainen TOR -kytkin käyttää u -siirtymiä, koko verkko voi tukea U -käyttökytkimiä yhdessä klusterissa, koska TOR -kytkimet kytketään tyypillisesti rinnakkain useiden kytkimien kanssa. Kunkin käyttökytkimen porttimäärä C määrittää tukevien TOR -kytkimien kokonaismäärän.

 

 

Jos jokainen tor -kytkin käyttää D -laskusuuntauksia yhteyden muodostamiseen isäntien kanssa, kunkin klusterin verkkoasteikko voi laajentua C × D × U -portteihin, ja D: C -konvergenssisuhde Tor -kerroksessa. Kun tämä kaksi - tason arkkitehtuuri osoittautuu riittämättömäksi -, jota usein rajoitetaan vaihtamalla siru radix - Lisäkerroksia voidaan lisätä hierarkkiseen rakenteeseen aggregaatiokerroksen luomiseksi. Tämä laajennus on lisääntyneen latenssin ja korkeamman sisäisen verkkoyhteyden yleiskustannusten kustannuksella. Useiden klustereiden yhdistämiseksi kolme - -tason klusterireitittimiä (CR) otetaan yleensä käyttöön Data Center -kankaan yläosassa.

 

Ihanteellisessa skenaariossa täydellinen - verkkoverkkorakenne, joka suoraan yhdistävät datakeskuksen kahta palvelinta, tarjoaisi täydellisen bisektionaalisen kaistanleveyden yksinkertaistaen samalla ohjelmointia ja parantavan palvelimen laskennallista tehokkuutta. Tällaiset mallit osoittautuvat kuitenkin kohtuuttoman kalliiksi, mikä edellyttää konvergenssin soveltamista kussakin kerroksessa. Kun järjestelmät eivät voi tukea kaistanleveyden vaatimuksia, organisaatiot ottavat perinteisesti uudet laitteistot, joilla on korkeampi kapasiteetti rakentaa suurempia ytimiä - asteikko - ylös -lähestymistapa. Tämä menetelmä, vaikka se sopii pienille tai keskisuurille - -kokoisille datakeskuksille, vaatii huomattavia etukäteen sijoituksia kalliisiin, erittäin luotettaviin, korkeaan - kapasiteettilaitteisiin.

 

 

 

Viimeisen vuosikymmenen aikana hyödykkeen piin kytkentäpiimien ja ohjelmistojen - määritellyn verkottumisen (SDN) ohjaustasojen kehittäminen on mullistanut datakeskuksen arkkitehtuurin. Asteikko - out -malli on korvannut asteikon - ylös -lähestymistavan perustana suurten - asteikkojen tieto- ja tallennusalustojen tarjoamiseksi. Tämä muutos on ollut erityisen merkittävä DCI -verkkosuunnitelmien kehityksessä, mikä mahdollistaa ennennäkemättömän skaalautuvuuden ja joustavuuden.

 

 

Kuva 2.2 osoittaa asteikon - datakeskuksen arkkitehtuuri, josta on tullut alan standardi. Suurten - asteikkojen rakentamiseksi ei - estävät verkkokankaat, pienten klusterien (PODS) taulukkoja, jotka koostuvat identtisistä kytkimistä, jotka on rakennettu hyödykekytkimen siruihin. Käyttökerros voi koostua perinteisistä TOR -kytkimistä, jotka suorittavat kerroksen 2 kytkentätoiminnot tai läpinäkyvät aggregaatiokytkimiin kytkettyjen palvelinlinkkien yhdistelmät. Verkko tarjoaa täydellisen puoliaikaisen kaistanleveyden laajalla polun monimuotoisuudella sekä palkojen sisällä että niiden välillä.

 

Asteikko - DCI -verkkomalli tuo lukuisia etuja suurille - asteikon datakeskuksen rakenteelle:

 

 

 

 

 

 

 

DCI -verkkoteknologioiden kehitystä on ohjannut kasvavat pilvipalvelun, sisällönjakeluverkkojen ja yrityksen digitaalimuutosaloitteiden vaatimukset. Nykyaikaiset toteutukset hyödyntävät edistyneitä optisia tekniikoita, mukaan lukien koherentti optiikka ja aallonpituuden jako multipleksointi (WDM) kaistanleveyden tehokkuuden maksimoimiseksi pitkien - etäisyysyhteyksien välillä.

 

 

Ohjelmisto - määritelty verkottuminen on mullistanut DCI -verkkoresurssien hallintaa ja allokointia. Abstraktilla ohjaustasoa tietotasosta, SDN mahdollistaa dynaamisen kaistanleveyden allokoinnin, automatisoidun vikaantumisen ja hienostuneiden liikenteen suunnitteluominaisuudet. Nämä edistysaskeleet ovat mahdollistaneet DCI -verkkoinfrastruktuurin käytön ennennäkemättömällä tehokkuudella ja luotettavuudella.

 

Keinotekoisen älykkyyden ja koneoppimisen integrointi DCI -verkonhallintajärjestelmiin edustaa seuraavaa rajaa verkon kehityksessä. Ennustava analytiikka voi ennakoida liikennekuvioita ja säätää ennaltaehkäisevästi verkkokokoonpanoja suorituskyvyn optimoimiseksi. Anomalian havaitsemisalgoritmit voivat tunnistaa mahdolliset ongelmat ennen kuin ne vaikuttavat palvelun toimitukseen, mahdollistaen ennakoivan ylläpidon ja vähentävät seisokkeja.

 

 

 

Useat nousevat tekniikat lupaavat muuttaa edelleen DCI -verkkoarkkitehtuureja. Piilotoniikka tarjoaa potentiaalin dramaattisen vähentymisen vähentymisessä ja kustannukset kasvattaen samalla kaistanleveyden tiheyttä. Kvanttiverkkoteknologiat, vaikka ne ovat edelleen varhaisissa kehitysvaiheissa, voivat lopulta mahdollistaa ennennäkemättömän turvallisuuden ja suorituskyvyn kriittiselle inter - datakeskuksen viestinnälle.

 

 

 

 

DCI -verkon onnistunut toteutus vaatii huolellista huomiota useisiin keskeisiin suunnitteluperiaatteisiin. Verkkoarkkitehtien on tasapainotettava useita kilpailevia vaatimuksia, mukaan lukien kaistanleveys, viive, luotettavuus ja kustannukset. Seuraavat parhaat käytännöt ovat syntyneet teollisuuskokemuksesta:

 

 Toteuttaa kattava redundanssi

DCI -verkko toimii kriittisenä infrastruktuurina, joka yhdistää useita tietokeskuksia, ja kaikilla vikaisilla voi olla laaja vaikutus. Redundantit polut, laitteet ja jopa kokonaiset verkkokankaat varmistavat jatkuvan toiminnan komponenttivirheistä huolimatta.

 

Hyväksy standardisoidut protokollat

Vaikka omat ratkaisut voivat tarjota erityisiä etuja, pitkät - termie edut yhteentoimivuudesta ja myyjän joustavuus ylittää tyypillisesti lyhyen - termin suorituskyvyn hyöty. Standardit - perustuvat DCI -verkon toteutukset helpottavat vianetsintä, ylläpito ja evoluutio.

 

Sijoita seurantaan ja analytiikkaan

Nykyaikaisten DCI -verkon käyttöönottojen monimutkaisuus tekee manuaalisesta valvonnasta epäkäytännöllisen. Automaattisten valvontajärjestelmien on seurattava tuhansia mittareita todellisissa - -ajassa, korreloimalla tapahtumia useiden tietokeskusten välillä ongelmien tunnistamiseksi ja ratkaisemiseksi nopeasti.

 

Kasvusuunnitelma

DCI -verkkokapasiteettivaatimukset kasvavat tyypillisesti nopeammin kuin alun perin odotettiin. Suunnittelu laajennusta mielessä, mukaan lukien lisäkuitupolkujen ja kytkentäkapasiteetin varaukset, estää kalliita jälkiasennuksia vaatimusten kasvaessa.

 

 

 

Turvallisuus edustaa ensisijaista huolta DCI -verkon suunnittelussa ja toiminnassa. Inter - Tietokeskuksen viestintä kulkee usein julkisia verkkoja tai jaettuja infrastruktuureja, jolloin luomalla mahdolliset haavoittuvuudet, joita on käsiteltävä kattavien tietoturvastrategioiden avulla.

 

Tietosuojastrategiat

 

Tietojen salaus kauttakulku on välttämätöntä arkaluontoisten tietojen suojaamiseksi, kun se liikkuu tietokeskusten välillä. Nykyaikaiset DCI -verkon toteutukset käyttävät tyypillisesti IPSEC- tai MacSec -salausta verkkokerroksessa, ja jotkut organisaatiot toteuttavat lisäsovellusta - kerrossalausta erityisen herkän työkuorman kohdalla. Salauksen suorituskykyvaikutusta on harkittava huolellisesti, koska se voi vaikuttaa merkittävästi latenssiin ja läpäisyyn.

 

 

 

DCI -verkon suorituskyvyn optimointi vaatii monipuolisen lähestymistavan, joka käsittelee sekä teknisiä että operatiivisia näkökohtia. Liikennesuunnittelutekniikat, mukaan lukien yhtäläiset - kustannukset multi - polku (ECMP) reititys ja hienostunut kuorman tasapainotusalgoritmit, varmistavat käytettävissä olevan kaistanleveyden tehokkaan hyödyntämisen. Palvelun laatu (QoS) -käytännöt priorisoivat kriittisen liikenteen, ylläpitämällä sovellusten suorituskykyä jopa verkon ruuhkien aikana.

 

Optimointitekniikka	Ensisijainen hyöty	Toteutuksen monimutkaisuus	Tyypilliset käyttötapaukset
ECMP -reititys	Lisääntynyt kaistanleveyden käyttö	Keskipitkä	Yleinen - Tarkoitustietokeskuksen liikenne
Palvelun laatu	Priorisoitu liikenteen käsittely	Korkea	Sekoitettu työmääräympäristö kriittisiin sovelluksiin
Eteenpäin virhekorjaus	Parannettu luotettavuus meluisilla linkillä	Matala	Pitkä - vedä DCI -yhteyksiä
Välimuisti	Vähentynyt viiveen ja kaistanleveyden käyttö	Keskipitkä	Sisällön toimitusverkot, median suoratoisto
Liikennetekniikka	Optimaalinen polun valinta	Erittäin korkea	Suuri - asteikko multi - sivuston DCI -käyttöönotto

 

Latenssin optimointi on erityisen tärkeää DCI -verkkoyhteyksille, jotka kattavat merkittävät maantieteelliset etäisyydet. Vaikka valon nopeus asettaa vähimmäisviiveen perustavanlaatuiset rajat, huolelliset reitityspäätökset ja datakeskusten strateginen sijoittaminen voivat minimoida tarpeettomat viivästykset. Jotkut organisaatiot toteuttavat edistyneitä tekniikoita, kuten eteenpäin suuntautuvan virheenkorjauksen (FEC) ja paketin - tason redundanssi suorituskyvyn ylläpitämiseksi satunnaisesta paketin menetyksestä huolimatta.

 

Sisällönjakeluverkkojen (CDN) ja reunan välimuististrategioiden toteuttaminen voi vähentää DCI -verkon liikennettä merkittävästi palvelemalla usein käytettyjä sisältöjä lähempänä loppukäyttäjiä. Tämä lähestymistapa ei vain paranna käyttökokemusta, vaan myös vähentää kaistanleveysvaatimuksia inter - datakeskuksen linkeissä.