Colonna vertebrale

May 08, 2023

L'architettura di rete "spine-and-leaf" supera i limiti delle reti tradizionali, ma presenta una serie di sfide, afferma David Posner, vicepresidente, connettività e periferiche di Tripp Lite by Eaton

L'architettura di rete spine-and-leaf trascende i limiti della tradizionale architettura di rete a tre livelli, offrendo larghezza di banda elevata e bassa latenza per le comunicazioni da server a server.

Un metodo standard per collegare una rete spine-e-foglia impiega cassette breakout e una fitta rete di fibre interconnesse, ma questo metodo aumenta l'ingombro dei cavi e gli errori di installazione. I pannelli patch in fibra a foglia spinata appositamente realizzati superano queste sfide.

I data center tradizionali utilizzano un'architettura di rete a tre livelli composta da switch core, switch di distribuzione/aggregazione e switch di accesso (noti anche come top-of-rack o ToR). Questa architettura è ottimizzata per la comunicazione nord-sud tra client e server.

Tuttavia, l'introduzione della virtualizzazione e di altre applicazioni server complesse ha notevolmente aumentato le comunicazioni da server a server.

La tradizionale architettura di rete a tre livelli non è in grado di gestire in modo efficiente questo aumento del traffico est-ovest perché l’abbonamento eccessivo porta a colli di bottiglia della larghezza di banda e i percorsi end-to-end variabili introducono una latenza imprevedibile.

Anche l'architettura di rete a tre livelli è soggetta a tempi di inattività poiché il guasto di un singolo switch a monte può interrompere l'accesso alla rete a valle.

L'innovativa architettura spine-and-leaf supera i limiti della tradizionale architettura di rete a tre livelli, offrendo elevata larghezza di banda e bassa latenza per le comunicazioni da server a server.

Nell'architettura spine-e-leaf, ogni switch di accesso di livello inferiore (leaf) è collegato a ogni switch core (spine) di livello superiore in una rete completa.

Il traffico di rete viene distribuito equamente tra gli switch spine, eliminando i colli di bottiglia della larghezza di banda. E poiché il traffico di rete attraversa sempre lo stesso numero di dispositivi per passare da una foglia all'altra, la latenza diventa più prevedibile e gestibile.

Anche la resilienza della rete risulta migliorata, poiché gli switch spine sono ridondanti per progettazione e compensano automaticamente i guasti degli switch. Se la rete richiede più larghezza di banda, l'aggiunta di switch spine consente di scalarla facilmente. E se nel rack sono necessarie più porte, è possibile aggiungere un altro interruttore a foglia senza tempi di inattività.

Un metodo comune per connettere l'architettura di rete spine-and-leaf utilizza cassette breakout per separare le porte MTP/MPO sugli switch di rete in corsie individuali.

I cavi in ​​fibra collegano quindi ogni interruttore a foglia a ogni interruttore a colonna in una topologia mesh. Come suggerisce la descrizione della mesh, ciò richiede una fitta rete di cavi.

Ad esempio, una rete con otto switch leaf e quattro switch spine richiede 32 cavi in ​​fibra e 64 connessioni. (Il numero di switch a foglia è limitato dal numero di porte degli switch a foglia e il numero di switch a foglia è limitato dal numero di porte di uplink degli switch a foglia.)

Un cablaggio complicato aumenta la possibilità di errori di installazione, la cui diagnosi e risoluzione dei problemi sono difficili e richiedono molto tempo. Inoltre, rende più difficile l'aggiornamento o la modifica della rete.

I pannelli patch in fibra spinata superano queste limitazioni con il cablaggio strutturato. Sebbene sia possibile utilizzare pannelli modulari che utilizzano cassette, l'aggiunta di collegamenti a cassetta aumenta la perdita di inserzione.

I pannelli di permutazione appositamente realizzati riducono le spese di installazione ed evitano perdite di inserzione che influiscono sulle prestazioni della rete. Aiutano inoltre a prevenire gli errori di connessione dei cavi, la cui ricerca e correzione richiedono tempo e denaro. I pannelli di permutazione incorporano un tessuto a rete completa, non bloccante, eliminando l'ingombro dei cavi e riducendo la complessità.

Utilizzando l'esempio precedente di una rete con otto switch leaf e quattro switch spine, i requisiti di cablaggio vengono ridotti da 32 cavi in ​​fibra (64 connessioni) a 16 cavi in ​​fibra MTP/MPO (32 connessioni).