スパインリーフ・アーキテクチャーに10Gスイッチを導入する方法とは？

10Gスイッチやイーサネット・スイッチは、ToRスイッチとしても、スパインリーフ・アーキテクチャのリーフ・スイッチとしても機能し、データセンター・アプリケーションで広く普及しております。スパインリーフ・アーキテクチャの人気の高まりに影響され、10Gリーフ・スイッチの適用が非常に一般的になっています。このトレンドに基づき、データセンターのネットワーク・ファブリックを設計するために10Gスイッチをどのように選択すればよいのでしょうか？ここにその答えがあります。

スパインリーフ・ネットワークに10Gスイッチを使用する理由

10Gbスイッチやイーサネット・スイッチは、大幅な性能向上とポートあたりのコスト削減によって進化を遂げ、ネットワーク・システムに欠かせないデバイスとなっています。10Gbスイッチやイーサネット・スイッチは、スパインリーフ・アーキテクチャのリーフ・スイッチとして機能し、最新のデータセンター・アプリケーションのネットワーク基盤構築に貢献すると同時に、将来の成長への道を開きます。

リーフスイッチとして機能する場合、10GスイッチはL2およびL3処理、データセンターのブリッジング、サービスラック全体のFCoEを処理できます。また、1ホップ先に配置できるため、ツリー設計を上下にホップする必要がなくなり、遅延が改善され、ボトルネックを最小限に抑えられます。その結果、ITプロフェッショナルはネットワークを再構築することなく、データセンターの成長に合わせて新しいリーフ・スイッチを迅速に追加できます。TORスイッチとして使用する場合、10Gスイッチは消費電力が低く、拡張が容易で、ケーブル配線の複雑さを簡素化できるという利点があります。

リーフスイッチの機能と要件

スパインリーフ・アーキテクチャに適したリーフスイッチを選ぶには、まずリーフスイッチについてしっかり理解しておく必要があります。リーフスイッチには、アップリンク・ポートとダウンリンク・ポートの2種類があります。その主な目的は、サーバー間のトラフィックを制御し、トラフィックの転送を完了することです。

高密度データセンターでは、アップリンク帯域幅は通常40Gまたは100Gをサポートし、ダウンリンク帯域幅は10G/25G/40G/50G/100Gをサポートします。アップリンク帯域幅が常にダウンリンク帯域幅以上であることを保証する必要があります。さらに重要なのは、リーフスイッチの数が比較的多く、より多くのサーバーが接続されていることです。したがって、VXLAN、スタッキング、MLAG、IPv4/IPv6など、リーフスイッチでサポートできる仮想化技術を過小評価すべきではありません。これらの技術により、ネットワーク全体の管理を容易になり、ビジネスの拡張をサポートする柔軟性が高まります。

現在のネットワーク機器の発展傾向として、マルチレートタイプの機器が市場に出現し続けています。しかし、10Gリーフスイッチは、10G以下の異なるレートのデバイスのネゴシエートされたアクセスをサポートすることができ、複数のレートの接続要件を大幅に満たします。

10Gスイッチによるスパインリーフ・ネットワークの構築

まず、スパインスイッチ、リーフスイッチ、サーバーというスパイン・リーフ・ネットワーク・アーキテクチャを知る必要があります。スパインスイッチのポートはリーフスイッチにしか接続しないので、リーフスイッチの数が決まります。リーフスイッチのアップリンクポートはスパインスイッチへの接続にのみ使用され、ダウンリンクはサーバーや他のエンドデバイスの接続に使用されます。これらを合わせて、スパインリーフ・ネットワークのサイズとスケーラビリティを決定します。以下では、40Gのスパインリーフ・ネットワークを例として、10GBASE-Tスイッチによるスパインリーフ・アーキテクチャの構築方法を説明します。

上記によると、40Gスパインリーフ・ネットワークには、40Gスパインスイッチ、40G QSFP+アップリンクを備えたリーフスイッチ、サーバー、ストレージ・デバイスが必要になる可能性があります。ここでは、20個のQSFP+ポートと4個のQSFP28ポートを備えたS8050-20Q4Cをスパイン・スイッチとして使用し、48個のポートの10GBASE-Tと4xQSFP+アップリンクを備えた10GBASE-TスイッチS5850-48T4Qをリーフ・スイッチとして使用します。サーバーとストレージ・デバイスは、実際のニーズに応じて、シンプルなネットワーク・アタッチド・ストレージ（NAS）デバイスまたは複雑なストレージ・エリア・ネットワーク（SAN）のいずれかにすることができます（詳細については、「NASとSANの違い」をお読みください）。

40Gスパイン・リーフ・ネットワークでは、スパインスイッチとリーフスイッチ間のリンクは40Gであり、リーフ・スイッチとサーバー間のリンクは10Gです。従って、10GBASE-Tスイッチはファイバケーブルで40G QSFP+ポートを通してスパイン・スイッチに接続しなければならず、一方、10GBASE-Tスイッチのカッパー・ポートはCat6aケーブルでサーバに接続しなければなりませ。前述したように、各リーフスイッチのアップリンク数がスパインスイッチの数を決定し、各スパインスイッチの40G QSFP+ポートがリーフスイッチの数を決定します。この図では、2台のスパイン・スイッチと10Gスイッチになります。スパイン・リーフ・ネットワークに10GBASE-Tスイッチを使用すれば、既存のCat6a UTP構造化ケーブル・エコシステムを最大限に活用できます。さらに、銅線ケーブルのインフラは光ファイバよりもはるかに安価であるため、コスト削減にも役立ちます。

10Gリーフスイッチの推奨

リーフスイッチとして使用される10Gスイッチは、サーバーのトラフィックを伝送するだけでなく、トラフィックをコア層に転送する役割も担う必要があるため、ネットワーク構築を完成させるためには高性能なスイッチが必要となります。FS 10Gスイッチは様々な面で成熟しており、高速ネットワーク伝送をサポートする能力だけでなく、豊富なソフトウェアとハードウェア技術を備えており、データセンターネットワークの柔軟性、効率性、信頼性を最適化するのに役立っています。FS 10Gスイッチでスパインリーフ・ネットワークを構築すれば、ネットワーク全体のパフォーマンスが向上し、遅延が減少し、パケット損失ゼロが達成されます。

結論

スパインリーフ・アーキテクチャは、データセンター・ネットワークとビジネスに高い拡張性をもたらします。どのようなアクセスレイヤー接続が必要であっても、10Gリーフスイッチを選択することができ、またTORスイッチとして使用することで、他のネットワークやケーブルのニーズを改善することができます。FS 10Gスイッチは、ソフトウェアとハードウェアの性能の両方において完全な操作性と安全性を備えており、データセンターにより良いネットワーク伝送環境を提供します。