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Vantaggi degli switch top-of-rack e considerazioni sulla scelta

Updated on lug 21, 2022
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Con lo sviluppo dei data center sono emerse due architetture di rete: TOR e EOR. L'applicazione di queste due architetture di rete sono differenti. Gli switch end-of-rack sono più adatti per i data center tradizionali che non richiedono alta scalabilità, mentre gli switch top-of-rack sono più adatti per switch access o switch aggregation nei moderni data center ad alta scalabilità. Questo articolo si concentrerà su gli switch top-of-rack.

Quanto ne sai sugli switch top-of-rack?

Uno switch top-of-rack, anche detto switch TOR, è posizionato sulla sommità di un armadio rack. In un TOR l'importante è che lo switch si trovi nell'armadio server, che sia la sua cima, nel mezzo o la base. In termini generali, tuttavia, posizionare lo switch sulla sommità dell'armadio è il modo che favorisce di più il routing e per questo motivo l'architettura top-of the rack è la più comunemente utilizzata. Questo tipo di switch può essere utilizzato come uno switch access o un switch aggregation per connettere dati utente o aggregare dati lungo il livello.

Caratteristiche di uno switch top-of-rack

Quali sono le caratteristiche di prestazioni essenziali di uno switch top-of-rack in una rete data center ad alta densità? Ecco la risposta.

  • Prestazione complessiva. Gli switch TOR, realizzati con switch box 1U o 2U in altezza hanno potenti prestazioni CPU e chip switch che possono fornire servizi switch di rete L2/L3 affidabili e stabili. Inoltre, il sistema operativo può offrire alcune feature di base, come L2/L3/ACL/QoS/sicurezza, cosi come RPC API open.

  • Tecnologie di virtualizzazione. Le applicazioni per le tecnologie di virtualizzazione sono PFC, EVPN-VXLAN, MLAG, and ECN. EVPN è una delle estensioni di BGP che permette alla rete di trasportare la network layer reachability information (NLRI) e fornisce multi-path forwarding e ridondanza attraverso una modalità all-active; la convergenza con VXLAN può inoltre migliorare di molto le prestazioni di rete.

EVPN-VXLAN

  • Cache e capacità. Gli switch top-of-rack utilizzano un'architettura cache distribuita che può identificare e controllare accuratamente i dati per raggiungere perdita pacchetti zero. Hanno inoltre feauture di fordwarding ad alta capacità e supportano board ethernet ad alta densità con porte 32/48/64/128.

  • Porte. Gli switch top-of-rack supportano porte di tipo 25G/40G/50G/100G, così come porte managed, con larghezza di banda backplane. Gli switch TOR possono usare sia porte ethernet che ottiche.

Vantaggi degli switch top-of-rack

Gli switch data center TOR ad alte prestazioni possono gestire traffico L2 e L3, bridging e fibre channel su ethernet (FCoE) per l'intero server rack. Queste sono gli altri vantaggi che gli switch TOR portano:

  • Possono migliorare la latenza di traffico del server e i problemi di throughput dei dati, fornendo migliore stabilità. Anche i server multi-core sono supportati con larghezza di banda, bassa latenza e jitter ridotto grazie agli switch top-of-rack.

  • Offrono dettagliati report sul traffico di rete aiutando i team IT a ottimizzare l'architettura di rete e a regolare l'utilizzo delle risorse.

Valutazioni sulla scelta degli switch top-of-rack

Sulla base delle caratteristiche di prestazione e dei vantaggi degli switch top-of-rack, alcuni fattori devono essere considerati attentamente per l'utilizzo degli switch top-of-rack in un data center.

Funzioni di sistema

Gli switch TOR supportano ampie tecnologie di virtualizzazione, come stacking o MLAG che possono efficacemente migliorare l'efficienza di rete e ridurre le spese di manodopera. Anche alcune funzioni di sistema devono essere considerate, poiché faciliteranno l'utilizzo e la gestione dell'attrezzatura in futuro. Si possono scegliere switch TOR con funzione ZTP (Zero Touch Provisioning) per la configurazione automatica. Dopo aver installato ZTP, lo switch può ottenere il version file dal disco U o dal server file e caricarlo automaticamente per realizzare una rapida configurazione dell'attrezzatura.

Considerazioni sull'utilizzo

Per quanto riguarda l'architettura TOR, ogni armadio è un'unità indipendente in termini di gestione. Quando i server devono essere aggiornati, l'aggiornamento può avvenire singolarmente in ciascun'unità rack. Il processo di upgrade, inoltre, non influenza il forwarding del traffico degli altri armadi. L'uplink di uno switch TOR preferirà fibra ottica, giacché le fibre ottiche sono vantaggiose rispetto al rame sul lungo termine. La fibra ottica può inoltre reggere larghezze di banda maggiori e quando i link a velocità alta devono essere sostituiti, la scelta della fibra ottica permette maggiore flessibilità. Per questo motivo quando si sceglie uno switch TOR è necessario considerare la flessibilità del numero e della velocità delle porte di uplink e downlink sullo swtich e se possano essere separate per completare altri tipi di servizi di trasmissione.

Vale la pena notare questo aspetto per quanto riguarda il problema dell'utilizzo delle porte. Se le porte switch in un armadio server non sono pienamente utilizzate, si può tentare un cablaggio trasversale con gli armadi server adiacenti, riducendo in questo modo lo spreco di porte in una certa misura.

Affidabilità dell'attrezzatura

Nell'architettura TOR, gli errori di software o l'incompatibilità del sistema operativo nell'attrezzatura possono creare alcuni problemi seri e potrebbero inoltre ridurre la vita degli apparecchi. Sebbene non possano intaccare l'attrezzatura negli altri armadi, impatteranno sicuramente sugli apparecchi connessi al server e gli switch dell'aggregation layer, causando problemi come la perdita di dati. Per evitare questo problema bisogna scegliere uno switch che possa accoppiarsi con la propria configurazione e di un sistema operativo di cui si ha piena fiducia.

Consigli sugli switch TOR

La scelta di uno switch top-of-rack con tecnologie di virtualizzazione avanzate e un alto numero di porte per l'access layer e l'aggregation layer può portare stabilità di rete e vantaggi economici. Per quanto riguarda gli switch top-of-rack FS, ad esempio, il numero di porte è di minimo 32 e vi sono vari tipi per soddisfare diverse esigenze di rete. Gli switch top-of-rack FS sono attrezzati con tecnologia di virtualizzazione di alta fascia, specialmente EVPN-VXLAN ormai richiesta dall'attrezzatura odierna. Come detto sopra, EVPN fornisce multi-path forwarding e ridondanza tramite un modello all-active. Gli switch top-of-rack possono connettere diversi switch aggregation e utilizzare tutti i link per inoltrare il traffico, migliorando grandemente le prestazioni di rete.

Inoltre, Gli switch top-of-rack FS forniscono maneggiabilità e sicurezza, essendo in grado di resistere e controllare virus e attacchi hacker per migliorare la sicurezza di rete. Questi switch offrono inoltre report del traffico di rete per aiutarti a ottimizzare la struttura di rete e regolare l'utilizzo delle risorse interne.

Prodotti N5860-48SC N5850-48S6Q N8560-32C N8560-64C NC8200-4TD
Porte 48x 10G SFP+| 8x 100G QSFP28 48x 10G SFP+, 6x 40G QSFP+ 32x 100G QSFP28 64x 100G QSFP28 128x 10G/25G, 64x 40G, or 32x 100G
Numbero di VLAN 4K 4K 4K 4K 4K
Capacità di Switching 2.56 Tbps 1.44 Tbps full duplex 6.4 Tbps 12.8 Tbps 6.4 Tbps
Memoria SDRAM 4GB DRAM 8GB SO-DIMM DDR3 RAM con ECC SDRAM 8GB SDRAM 4GB SDRAM 4GB
Velocità di Forwarding 1.90 Bpps 1 Bpps 4.76 Bpps 9.52 Bpps 4.76 Bpps
Memoria Flash 8GB 16MB 240GB 8GB 8GB
Buffer di pacchetto 32MB 16MB integrated packet buffer 32MB 42MB 32MB
Route IPv4/IPv6 128,000/64,000 / 128,000/64,000 128,000/64,000 128,000/64,000
Applicazione Access layer Access layer Aggregation layer Aggregation layer Access layer, Aggregation layer
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