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Comment Choisir les Switchs Spine et Leaf des Centres de Données ?

Mis à jour depuis le 11 mai, 2023 by
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Switch 25G

Le développement de l'architecture "leaf-spine" permet non seulement de résoudre les problèmes liés à la croissance rapide du trafic dans le centre de données et à l'expansion continue de l'échelle du centre de données, mais aussi de répondre aux besoins d'interconnexion à grande vitesse au sein du centre de données. Cette architecture réseau nécessite la configuration de switchs de centre de données correspondants. Comment les switchs spine et leaf doivent-ils être sélectionnés et configurés pour fonctionner efficacement ? Cet article vous fournit la réponse à cette question.

Pourquoi avez-vous Besoin d'une Architecture Spine-Leaf ?

L'architecture Spine-Leaf permet de prévoir la latence du réseau. Dans une architecture Spine-Leaf, il est toujours possible de connaître le nombre de ports par lesquels passe chaque paquet. En conséquence, le trafic et la distance que ces paquets doivent parcourir sont également cohérents, ce qui réduit la latence du réseau entre les commutateurs leaf. En outre, l'architecture Spine-Leaf avec suppression du protocole STP prend en charge le routage de la couche 3 afin d'obtenir un environnement réseau plus stable.

 

            À lire aussi - Qu'est-ce qu'une architecture Leaf-Spine et comment procéder à sa conception ?

 

L'architecture Spine-Leaf améliore considérablement l'efficacité du réseau, en particulier dans les centres de données à haute performance ou les réseaux cloud à bande passante élevée. Lorsque le trafic de liaison est trop important, il est possible d'ajouter des switchs spine et des switchs leaf, ou d'utiliser la technologie VXLAN pour obtenir une couverture du trafic et un équilibrage de la charge plus complets. L'architecture Spine-Leaf ne résout pas seulement les goulots d'étranglement de transmission des connexions de réseau horizontales, mais démontre également sa grande évolutivité et peut s'adapter à presque tous les centres de données de petite, moyenne et grande taille.

Que sont les Switchs Spine et Leaf ?

Les switchs spine et leaf sont les deux principaux composants de l'architecture spine-leaf. Les switchs d'épine dorsale ou spine peuvent être considérés comme des switchs centraux dans une architecture de réseau leaf-spine. La différence réside dans le fait que les switchs 100G à haute densité de ports sont suffisants pour les switchs d'épine dorsale. Les switchs leaf sont équivalents aux switchs de la couche d'accès. Ces commutateurs fournissent des connexions réseau aux points d'extrémité, aux serveurs et, vers le haut, aux commutateurs spine.

Switchs Spine pour centres de données

Les switchs Spine peuvent gérer le trafic réseau de la couche 3 avec une densité de ports élevée pour l'évolutivité. Chacun de ses ports L3 est dédié à la connexion à un switch L2 et ne peut pas connecter ou trouver des serveurs, des points d'accès ou des pare-feu. Par conséquent, le nombre de ports disponibles sur le switch spine détermine le nombre de switchs aux niveaux spine et leaf, qui à son tour détermine le nombre maximum de serveurs pouvant être connectés au réseau.

Dans un réseau de centre de données à haute densité, la répartition uniforme des connexions de liaison montante des switchs leaf entre les cartes des switchs spine et la réduction du trafic par des modules croisés peuvent améliorer de manière significative les performances des switchs spine. Bien entendu, les commutateurs spine des centres de données doivent généralement disposer d'une grande mémoire cache, d'une capacité élevée et d'une performance virtualisée. Ils doivent généralement être équipés de ports 10G/25G/40G/100G et d'un système logiciel complet, de protocoles complets et de fonctions d'application, telles que EVPN-VXLAN, stacking, MLAG, etc. pour faciliter un déploiement rapide du réseau.

Switchs Leaf pour centres de données

Les switchs Leaf sont des dispositifs couramment utilisés dans les centres de données, principalement pour contrôler le trafic entre les serveurs et acheminer le trafic des couches 2 et 3. Le nombre de ports de liaison montante d'un switch leaf limite le nombre de switchs spine auxquels il est connecté, et le nombre de ports de liaison descendante détermine le nombre d'appareils connectés au commutateur leaf. En général, les ports de liaison montante prennent en charge la vitesse de 40G/100G, tandis que les ports de liaison descendante peuvent varier de 10G/25G/40G/50G/100G en fonction du modèle que vous envisagez d'utiliser.

Avec l'augmentation constante du nombre de serveurs, il est nécessaire de sélectionner des commutateurs leaf qui prennent en charge des débits plus importants et un plus grand nombre de ports. Pour éviter la congestion du trafic sur les liaisons, les commutateurs leaf doivent avoir un ratio de sursouscription inférieur à 3:1 pour la bande passante des ports de liaison montante et descendante, ou appliquer des technologies de virtualisation pour équilibrer le trafic sur les liaisons. Pour les technologies de virtualisation associées, comme les switchs spine, ils peuvent également ajouter les technologies VXLAN, PFC, stacking ou MLAG, et prendre en charge à la fois IPv4 et IPv6 pour une meilleure gestion et expansion du réseau.

architecture leaf-spine

Recommandation sur les Switchs Spine et Leaf des Centres de Données

En raison des avantages que l'architecture spine-leaf apporte à l'environnement réseau, les commutateurs spine et leaf apparaissent les uns après les autres. Il est essentiel de choisir les bons commutateurs spine et leaf en fonction des besoins individuels de l'entreprise. Par exemple, les switchs spine FS pour centres de données sont disponibles dans les facteurs de forme 1U et 2U, équipés de technologies de performance et de virtualisation complètes pour atteindre une faible latence, une perte de paquets nulle, un débit élevé et des taux de transfert de service pour répondre aux demandes croissantes des environnements de centres de données. Ces caractéristiques incluent des puces de haute technologie, des alimentations redondantes remplaçables à chaud, des ventilateurs, VXLAN, MLAG (VAP), PFC, ECN, et bien plus encore. En même temps, les switchs spine FS des centres de données disposent également de ports avec différents débits, permettant de choisir le nombre de ports et les débits de la bande passante en fonction des besoins de l'entreprise.

Produits N8560-32C N8550-32C N8560-64C NC8200-4TD
Ports 32x 100G QSFP28 32x 100G QSFP28, 2x 10Gb SFP+ 64x 100G QSFP28 128x 10G/25G, 64x 40G, ou 32x 100G
CPU Intel® Xeon D-1527 (Quad-core, 2.2 GHz) Intel® Xeon® D-1518 processor quad-core 2.2 GHz Cavium CN7230 (Quad-core, 1.5 GHz) /
Puce de commutation BCM56870 Broadcom BCM56870 Trident III BCM56970 BCM56870
Capacité de commutation 6.4 Tbps 6.4 Tbps full duplex 12.8 Tbps 6.4 Tbps
Taux de transmission 4.76 Bpps 4.7 Bpps 9.52 Bpps 4.76 Bpps
Qté de VLANs 4K 4K 4K 4K
Mémoire SDRAM 8GB DRAM 2x 8 GB SO-DIMM DDR4 SDRAM 4GB SDRAM 4GB
Mémoire Flash 240GB 2x 16MB 8GB 8GB

Les switchs leaf FS à haute performance pour centres de données dotés de ports 10G/25G/40G/100G qui répondent aux diverses exigences en matière de nombre de ports de liaison montante et de liaison descendante. Comme les switchs spine, ils appliquent également des technologies de virtualisation connexes pour répondre à la demande croissante de données, en assurant une perte de paquets nulle, une faible latence et un réseau Ethernet sans perte non bloquant, garantissant ainsi la fiabilité du réseau. Ils sont dotés des technologies logicielles des protocoles de routage IPv4 et IPv6 de la couche 3, de VXLAN, de MLAG, etc. Les switchs FS des séries N8550 et N5850 utilisent le système d'exploitation ouvert de réseau évolutif FSOS pour offrir une plus grande fiabilité, particulièrement adaptée aux centres de données de petite et moyenne taille et à la conception de réseaux de campus de grande et moyenne taille.

Produits N5860-48SC N8560-48BC N8550-48B8C N5850-48S6Q NC8200-4TD
Ports 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 (Quad-core, 1.2 GHz) Cavium CN7130 (Quad-core, 1.2 GHz) Intel® Xeon® D-1518 processor quad-core 2.2 GHz Intel Atom C2538 processor quad-core 2.4GHz /
Puce de commutation BCM56770 BCM56873 Broadcom BCM56873 Trident III Broadcom BCM56864 Trident II+ BCM56870
Capacité de commutation 2.56 Tbps 4 Tbps 4 Tbps full duplex 1.44 Tbps full duplex 6.4 Tbps
Taux de transmission 1.90 Bpps 2.98 Bpps 2.9 Bpps 1 Bpps 4.76 Bpps
Qté de VLANs 4K 4K 4K 4K 4K
Mémoire SDRAM 4GB SDRAM 4GB DRAM 2x 8 GB SO-DIMM DDR4 DRAM 8GB SO-DIMM DDR3 RAM with ECC SDRAM 4GB
Mémoire Flash 8GB 8GB 2x 16MB 16MB 8MB
Système d’exploitation / / FSOS FSOS /

Conclusion

Les réseaux à haute densité dans les centres de données nécessitent des switchs plus performants qui prennent également en charge l'évolutivité du réseau. L'architecture spine-leaf peut réduire la latence et assurer une meilleure évolutivité du réseau grâce à la surveillance et à la prévision du trafic est-ouest, tandis que les switchs de centre de données FS offrent des fonctions de protocole complètes et une technologie d'application de virtualisation, qui correspondent exactement aux avantages que les switchs spine-leaf devraient posséder et offrir.

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