IP-фабрика (IP Fabric) – это объединенная система сетевых устройств с высокой степенью взаимосвязи в центре обработки данных, развернутая на двух или трех уровнях. Благодаря этому значительно упрощается сетевая архитектура: минимизируется расстояние между конечными узлами, сокращаются задержки, и устройства функционируют более эффективно. Многие процедуры, необходимые для организации сетевого взаимодействия, переносятся в оверлейную сеть: сегментация, виртуализация и прочие взаимосвязанные сервисы сдвигаются в наложенную (оверлейную) сеть, функционирующую поверх IP-фабрики. При этом осуществляется поддержка стандартных протоколов динамической маршрутизации.
Сетевая архитектура эволюционирует в зависимости от потребностей информационных систем к типу связности. Так, например, звездообразная топология призвана обеспечить потребности связи между центральным узлом и филиалами. Под них была создана архитектура с уровнем ядра, агрегацией доступа и т. п. В сетях с подобной топологией информация передается в вертикальном режиме «север-юг». В этом случае наиболее релевантной является клиент-серверная архитектура обмена информацией между участниками сетевого взаимодействия. Как правило, хосты в том же сегменте сети объединены с помощью одного и того же коммутатора и могут взаимодействовать друг с другом напрямую. Однако для обмена трафиком между различными сегментами необходим выход на следующий уровень маршрутизации - агрегация или ядро.
По мере развития облачных вычислений информация, относящаяся также к виртуализации и службам, использующим Большие данные, в центрах обработки циркулирует в горизонтальной топологии – «восток-запад». Такая модель передачи данных образует в итоге «бутылочное горлышко» для прохода данных в сетях с «вертикальной» архитектурой (ядро-агрегация-доступ). Это происходит потому, что данным нужно пройти через множество устройств, в том числе и на узлах более высокого уровня, связывающих одноранговые узлы. Таким образом, трафик между одноранговыми узлами оказывает дополнительную нагрузку на восходящие каналы (Uplink), из-за чего существенно снижается эффективность такой передачи. Классическая трехуровневая архитектура накладывает дополнительные ограничения на одноранговый обмен трафиком.
Двухуровневая сеть поддерживает работу ограниченного количества устройств и имеет низкую масштабируемость, что решается увеличением количества узлов и связей между узлами разных уровней. Такой подход был выделен в отдельную категорию: технология IP-фабрики.
IP-фабрика – это сетевая архитектура, обеспечивающая высокий уровень связности, резервирования, гарантированную полосу взаимодействия, QoS для сетей с одноранговым обменом. IP-фабрика предоставляет транспортный сервис для различных наложенных (оверлейных) IP-сетей. Эта топология опирается на структуру дерева (fat-tree) и стебля с листьями (spine-leaf) – последняя также известна как «сеть Клоза» и представляет собой многокаскадную коммутационную сеть.
Архитектура IP-фабрики подразумевает наличие большого количества высокоскоростных прямых каналов связи, которые позволяют избегать замедления скорости в сети, вызванного появлением «бутылочных горлышек», и поддерживать высокую эффективность перенаправления трафика и низкую задержку.
К «стеблевым» и «листовым» узлам может применяться, среди прочего, IP-маршрутизация. Существуют различные топологии IP-фабрик. Например, связь между любыми двумя серверами осуществляется посредством максимум трех устройств, и каждый «стеблевой» (spine) и «листовой» (leaf) узел взаимосвязаны.
Минусом является геометрический рост количества требуемых меж узловых соединений, и повышенные требования к портовой емкости на устройствах. В качестве альтернативы возможны гибридные архитектуры.
В трехуровневой архитектуре IP-фабрики Уровень 3 используется для работы сервисов взаимодействия, включая поиск. Для этого требуется высокоэффективная неблокирующая сеть.
Очевидный подход к масштабированию сети такой топологии осуществляется простым наращиванием количества узлов на уровнях с обеспечением связности со всеми узлами соседнего уровня. Это можно реализовать, всего лишь добавив больше узлов
Сетевая инфраструктура, основанная на топологии IP-фабрики, облегчает последующее ее расширение, так как, по сути, оно ограничено лишь количеством поддерживаемых устройств и их портов. То есть IP-фабрику можно масштабировать, добавляя новые модули с архитектурой spine-leaf и соединяя их с дополнительным spine-уровнем. Это также поможет увеличить производительность сети.
Помимо этих очевидных преимуществ, IP-фабрика также позволяет тестировать различные протоколы связи, что бывает ограничено вертикальной, иерархической топологией сети, а также осуществлять доставку трафика с дифференцированным обслуживанием на узлах
Продукты компании RDP полностью готовы к интеграции в архитектуры типа IP-фабрики. Для этого компания обладает наработками и опытом создания решений на базе программируемых устройств с высокой портовой емкостью и производительностью уровня терабит.
QSFP28 интерфейсы могут быть преобразованы в 4xSFP28 или 4xSFP+ каждый
Если у вас появились вопросы об IP-фабрике – пишите в комментариях, будем обсуждать вместе. А еще подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не пропустить очередную статью.
