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¿Cómo elegir los switches spine y leaf para centros de datos?

Updated on jun 11, 2022
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Switches para Centros de Datos de FS

La arquitectura leaf-spine proporciona múltiples ventajas al centro de datos: resuelve los problemas relacionados con el rápido crecimiento del tráfico y la continua expansión de la escala y satisface las necesidades de interconexión de alta velocidad en este tipo de entornos. Esta arquitectura de red requiere la configuración de los switches correspondientes para que desempeñen los roles de spine y leaf. ¿Cómo procede la selección y configuración de estos switches para un funcionamiento óptimo? Te lo explicamos en este artículo.

¿Por qué es necesaria la arquitectura leaf-spine?

En la arquitectura leaf-spine, la latencia de la red es previsible. En todo momento se conoce la cantidad de muelles recorridos por cada paquete, correspondientemente, el tráfico y la distancia de recorrido de estos paquetes son consistentes, lo que implica la reducción de la latencia entre los switches leaf de la red. Además, esta arquitectura suprime el protocolo de árbol de expansión y soporta el enrutamiento de capa 3 para una mayor estabilidad.

Esta topología mejora en gran medida la eficiencia de la red, especialmente en los centros de datos de alto rendimiento o en las redes de nube con banda ancha de alta densidad. Permite la agregación de switches spine y leaf adicionales para hacer frente al aumento del tráfico del enlace. También soporta la tecnología VXLAN para lograr una cobertura de tráfico y un equilibrio de carga más completos. La arquitectura leaf-spine elimina el cuello de botella de transmisión en las conexiones de red horizontales, goza de una alta escalabilidad y es adaptable a casi todos los centros de datos, ya sean grandes, medianos o pequeños.

¿Qué son los switches spine y leaf?

Se trata de los dos componentes principales de la arquitectura leaf-spine. Los switches de spine podrían ser considerados como los switches núcleo de esta arquitectura. La diferencia es que, para que un switch pueda desempeñar el rol de spine, es suficiente con que sea de alta densidad y soporte 100G. Por su lado, los switches leaf son equivalentes a los switches de capa de acceso: proporcionan conexiones de red a los puntos finales, a los servidores y enlaces ascendentes a los switches spine.

Switches spine para centros de datos

Los switches spine pueden gestionar el tráfico de red de capa 3 y ofrecen una alta densidad de puertos para permitir la escalabilidad. Cada uno de sus puertos L3 de un switch spine está destinado a la conexión con un switch L2, por tanto, los puertos del spine no pueden detectar ni establecer conexiones con servidores, puntos de acceso o cortafuegos. De hecho, el número de puertos disponibles en este tipo de switches determina el número de switches en las capas spine y leaf, lo que a su vez determina el número máximo de servidores que pueden conectarse a la red.

Una método para mejorar significativamente el rendimiento de los switches spine en los centros de datos de alta densidad consistiría en distribuir uniformemente las conexiones de enlace ascendente de los switches leaf entre las placas de los switches spine y en reducir el tráfico mediante módulos cruzados. Para desempeñar el rol de spine, los switches deben disponer de un gran caché, alta capacidad y rendimiento virtualizado. Generalmente, también deben estar equipados con puertos 10G/25G/40G/100G, un sistema de software completo así como los protocolos y funciones de aplicación necesarios para facilitar el rápido despliegue de la red, como la EVPN-VXLAN, el apilamiento y el MLAG, por ejemplo.

Switches leaf para centros de datos

Los switches leaf son dispositivos de uso común en los centros de datos que se utilizan principalmente para controlar el tráfico entre servidores y reenviar el tráfico de las capas 2 y 3. El número de puertos de enlace ascendente de un switch leaf determina el número de conexiones con switches spine, mientras que el número de puertos de enlace descendente delimita el número de dispositivos conectados al switch leaf. Por lo general, los puertos de enlace ascendente soportan las velocidades de 40G y 100G, mientras que los puertos de enlace descendente pueden variar entre 10G, 25G, 40G, 50G y 100G en función del modelo que se vaya a utilizar.

La creciente presencia de servidores requiere switches leaf que soporten mayores velocidades y densidades de puertos. Para evitar la congestión del tráfico de enlace, los switches leaf deben tener una relación de sobresuscripción inferior a 3:1 en el ancho de banda de los puertos de enlace ascendente y descendente. Una alternativa consistiría en aplicar tecnologías de virtualización para equilibrar el tráfico de enlace. Los switches leaf pueden soportar la VXLAN, el control de flujo de puertos, el apilamiento o el MLAG. También son capaces de soportar tanto el IPv4 como el IPv6 para una mejor gestión y expansión de la red.

leaf-spine architecture

Recomendación de switches spine y leaf para centros de datos

Las ventajas que la arquitectura leaf-spine aporta al entorno de red han alentado el lanzamiento al mercado de numerosos switches leaf y spine. Es fundamental elegir los dispositivos adecuados en función de las necesidades de cada empresa. Por ejemplo, en FS disponemos de switches spine en factores de forma 1U y 2U que están equipados con tecnologías de rendimiento y virtualización integrales para satisfacer las necesidades de los centros de datos con baja latencia, cero pérdida de paquetes, alto rendimiento y tasas de reenvío de servicios óptimas. Además, incluyen chips líderes en el sector, fuentes de alimentación redundantes e intercambiables en caliente, ventiladores y protocolos VXLAN, MLAG (VAP), PFC, ECN. Nuestro catálogo de switches spine ofrece puertos con diferentes velocidades, por lo que podrás elegir el número de puertos y las velocidades de ancho de banda que más se adecúen a las necesidades de tu empresa.

Productos N8560-32C N8550-32C N8560-64C NC8200-4TD
Puertos 32x 100G QSFP28 32x 100G QSFP28, 2x 10Gb SFP+ 64x 100G QSFP28 128x 10G/25G, 64x 40G, or 32x 100G
CPU Intel® Xeon D-1527 (Núcleo cuádruple, 2,2 GHz) Procesor Intel® Xeon® D-1518 de núcleo cuádruples, 2,2 GHz Cavium CN7230 (Núcleo cuádruple, 1,5 GHz) /
Chip de conmutación BCM56870 Broadcom BCM56870 Trident III BCM56970 BCM56870
Capacidad de conmutación 6,4 Tb/s 6,4 Tb/s dúplex completo 12,8 Tb/s 6,4 Tb/s
Velocidad de reenvío 4,76 Bp/s 4,7 Bp/s 9,52 Bp/s 4,76 Bp/s
Núm. de VLANs 4K 4K 4K 4K
Memoria SDRAM 8GB DRAM 2x 8 GB SO-DIMM DDR4 SDRAM 4GB SDRAM 4GB
Memoria flash 240GB 2x 16MB 8GB 8GB

Los switches leaf para centros de datos de FS proporcionan un alto rendimiento con puertos 10G/25G/40G/100G para satisfacer los diversos requisitos en cuanto al número de puertos de enlace ascendente y descendente. Al igual que los switches spine, también aplican tecnologías de virtualización para satisfacer la creciente demanda de datos y garantizar la fiabilidad de la red, logrando así la pérdida de paquetes cero, la baja latencia y la alimentación Ethernet sin pérdidas de bloqueo. Estas características son extremadamente ventajosas para la fiabilidad de la red. También cuentan con los protocolos de enrutamiento IPv4 e IPv6 de capa 3, la VXLAN, el MLAG, etc. Los switches de las series de FS N8550 y N5850 aplican en gran medida el sistema de red abierta escalable de desarrollo propio FSOS para proporcionar una mayor fiabilidad y son especialmente adecuados para los centros de datos pequeños y medianos así como para el diseño de redes de campus grandes y medianas.

Productos N5860-48SC N8560-48BC N8550-48B8C N5850-48S6Q NC8200-4TD
Productos 48x 10G SFP+| 8x 100G QSFP28 48x 25G SFP28| 8x 100G QSFP28 48x 25G SFP28, 2x 10Gb SFP+, 8x 100G QSFP28 48x 10G SFP+, 6x 40G QSFP+ 128x 10G/25G, 64x 40G, or 32x 100G
CPU Cavium CN7130 (núcleo cuádruple, 1,2 GHz) Cavium CN7130 (núcleo cuádruple,1,2 GHz) Procesador Intel® Xeon® D-1518 de núcleo cuádruple 2,2 GHz Procesador Intel Atom C2538 de núcleo cuádruple 2,4 GHz /
Chip de conmutación BCM56770 BCM56873 Broadcom BCM56873 Trident III Broadcom BCM56864 Trident II+ BCM56870
Capacidad de conmutación 2,56 Tb/s 4 Tb/s 4 Tb/s full duplex 1,44 Tb/s full duplex 6,4 Tb/s
Velocidad de reenvío 1,90 Bp/s 2,98 Bp/s 2,9 Bp/s 1 Bp/s 4,76 Bp/s
Núm. de VLANs 4K 4K 4K 4K 4K
Memoria SDRAM 4GB SDRAM 4GB DRAM 2x 8 GB SO-DIMM DDR4 DRAM 8GB SO-DIMM DDR3 RAM con ECC SDRAM 4GB
Memoria flash 8GB 8GB 2x 16MB 16MB 8GB
Sistema / / FSOS FSOS /

Resumen

Las redes de alta densidad en los centros de datos requieren switches de mayor rendimiento que soporten la escalabilidad de la red. La arquitectura de leaf-spine es capaz de ofrecer baja latencia y escalabilidad de red gracias al monitoreo y a la predicción del tráfico este-oeste. Los switches de centro de datos de FS ofrecen un conjunto completo de funciones de protocolos y tecnologías de aplicaciones de virtualización que se ajustan exactamente a los requisitos para los switches spine.

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