ToR vs EoR : Comparaison des solutions connectées

Tor

TOR (Top of Rack) fait référence au déploiement d'un ou deux commutateurs dans chaque rack de serveurs, les serveurs étant directement connectés aux commutateurs du rack, permettant l'interconnexion des serveurs et des commutateurs dans le rack. Le cœur réel de TOR consiste à déployer les commutateurs à l'intérieur du rack de serveur, soit en haut du rack, soit au milieu du rack ou en bas du rack, comme indiqué sur la figure. Ceci est montré dans la figure. D'une manière générale, le déploiement des commutateurs en haut du rack est le plus avantageux, cette architecture est donc la plus utilisée.

Les switchs déployés en mode TOR sur les armoires serveurs, nous les appelons switchs TOR. Les commutateurs TOR sont généralement réalisés par des commutateurs de boîtier d'une hauteur de 1U à 2U, tels que les commutateurs des séries CE5800 et CE6800 de HW.

Le plus grand avantage de l'architecture TOR est qu'elle simplifie la connexion entre les serveurs et les commutateurs. Les ports GE/10GE/25GE des serveurs de l'armoire peuvent être directement connectés au commutateur TOR via des cavaliers courts, puis connectés au commutateur d'agrégation via des fibres optiques 10GE, 40GE ou 100GE, comme illustré dans la figure ci-dessous. Cette connexion raccourcit considérablement la distance entre les câbles, simplifie la gestion des câbles, réduit la complexité de la structure du réseau et se conforme à la tendance des centres de données verts et économes en énergie. Il est également pratique de remplacer les câbles lorsqu'une extension de service est nécessaire.

Pour l'architecture TOR, chaque cabinet peut être considéré comme une entité administrative distincte. Lorsque les serveurs ou les commutateurs doivent être mis à niveau, vous pouvez les mettre à niveau armoire par armoire. Pendant la mise à niveau, le transfert du trafic vers d'autres armoires n'est pas affecté et l'impact sur les services est minimisé.

La fibre est généralement choisie pour la liaison montante du commutateur TOR en raison de ses avantages par rapport au cuivre pour la protection des investissements à long terme. Les fibres optiques peuvent transporter des bandes passantes plus élevées. Lorsqu'un lien avec un débit plus élevé doit être remplacé, les fibres optiques sont plus flexibles.

Par conséquent, lors de la sélection des commutateurs TOR, vous devez généralement tenir compte à la fois du nombre et du débit des ports en aval connectés aux serveurs et de la flexibilité des ports en amont. En général:

◼ Lorsque le port du serveur est le port GE, vous pouvez choisir le commutateur de la série CE5855EI. Le commutateur de la série CE5855EI est divisé en deux modèles, CE5855-48T4S2Q-EI et CE5855-24T4S2Q-EI, qui fournissent respectivement 48 et 24 interfaces électriques Ethernet 10/100/1000BASE-T sur la liaison descendante. interfaces ; la liaison montante fournit deux interfaces optiques Ethernet QSFP+ 40GE et quatre interfaces optiques Ethernet SFP+ 10GE, tandis que chaque interface 40GE prend également en charge la division en quatre interfaces 10GE.

◼ Lorsque le port du serveur est un port 10GE, vous pouvez choisir les commutateurs de la série CE6856HI. Les commutateurs de la série CE6856HI sont divisés en deux modèles, CE6856-48S6Q-HI et CE6856-48T6Q-HI, qui fournissent 48 interfaces optiques Ethernet SFP+ 10GE sur la liaison descendante et 10GBASE-T Les commutateurs des séries CE6856-48S6Q-HI et CE6856-48T6Q-HI fournir 48 interfaces optiques Ethernet SFP+ 10GE et des interfaces électriques Ethernet 10GBASE-T sur la liaison descendante, et 6 interfaces optiques Ethernet QSFP+ 40GE sur la liaison montante.

◼ Si vous souhaitez que le commutateur TOR fournisse un grand cache, il est recommandé de choisir le commutateur de la série CE6870EI. Selon le type et le nombre de ports de liaison descendante, les commutateurs de la série CE6870 sont divisés en trois modèles : CE6870-48S6CQ-EI, CE6870-24S6CQ-EI et CE6870-48T6CQ-EI. En prenant le CE6870-48S6CQ-EI illustré à la Figure 3 comme exemple, le commutateur prend en charge six 40GE/100GE QSFP28 Les interfaces optiques Ethernet sur la liaison montante prennent également en charge la division en quatre interfaces 10GE ou quatre interfaces 25GE. Les commutateurs de la série CE6870 offrent un cache important de 4 Go, qui peut facilement faire face aux pics de trafic causés par la vidéo, la recherche et d'autres applications dans le centre de données.

Matériel CE6870-48S6CQ-EI

Bien sûr, l'architecture TOR a aussi ses inconvénients. L'une des plus évidentes est que l'architecture TOR étend le domaine de gestion de l'ensemble de la salle des serveurs du centre de données. Le déploiement de commutateurs sur chaque armoire signifie qu'il y a plus de commutateurs dans la salle, chacun d'entre eux devant être configuré, géré et entretenu. En supposant que vous ayez 10 rangées d'armoires dans votre salle de serveurs, 10 armoires dans chaque rangée et deux commutateurs TOR déployés sur chaque armoire, vous devrez gérer et entretenir 200 commutateurs TOR. Bien que la configuration de ces 200 commutateurs soit fondamentalement la même, elle nécessite toujours beaucoup de coûts de main-d'œuvre et augmente la probabilité d'une mauvaise affectation de l'équipement.

Les commutateurs de la série CE fournissent également des solutions aux problèmes ci-dessus. Par exemple, vous pouvez utiliser la fonction ZTP (Zero Touch Provisioning) pour la configuration automatique par lots des périphériques de configuration nouvellement expédiés ou vides. Les commutateurs de la série CE prennent également en charge les technologies de virtualisation d'appareils riches (telles que l'empilement), qui peuvent simplifier efficacement le plan de gestion des appareils, réduisant ainsi les coûts de main-d'œuvre et améliorant l'efficacité du déploiement.

Un autre inconvénient de l'architecture TOR est le gaspillage de port. Actuellement, la plupart des commutateurs TOR peuvent fournir 48 GE/10GE/25GE ports de liaison descendante. Si vous déployez deux commutateurs TOR par armoire, par exemple, il y a 96 ports en aval, vous aurez donc besoin d'un grand nombre de serveurs dans l'armoire pour tirer pleinement parti de tous ces ports.

Vous pouvez réduire les déchets de port dans une certaine mesure en interconnectant les armoires adjacentes. Comme le montre la figure ci-dessous, un commutateur TOR à 48 ports est déployé sur chacune des deux armoires, avec 24 ports sur chaque commutateur donnant accès aux serveurs dans cette armoire et 24 autres ports donnant accès aux serveurs dans les armoires adjacentes. Comme vous pouvez le voir, cette solution se fait au prix d'un câblage supplémentaire entre les deux armoires, ce n'est donc pas non plus une solution parfaite. Mais c'est une alternative rentable au gaspillage de ports causé par le déploiement de deux commutateurs TOR par armoire.

EOR/MOR

Contrairement à TOR, l'architecture EOR (End of Row) fournit un point d'accès réseau unifié à l'extrémité de chaque armoire. Comme le montre la figure, le commutateur déployé à l'extrémité de chaque armoire pour que les serveurs accèdent au réseau de manière uniforme est appelé commutateur EOR.

Pour assurer la fiabilité, chaque rangée d'armoires est généralement équipée de deux armoires réseau, situées respectivement en tête et en bout de rangée. L'adaptateur réseau du serveur utilise des cordons de brassage RJ45/DAC/fibre relativement courts pour se connecter au même panneau de brassage de l'armoire, et les câbles réseau, fibre et cuivre sur le panneau de brassage sont regroupés et connectés à l'armoire réseau à l'extrémité de chaque rangée à travers le tronc de câble aérien ou le plancher.

L'architecture EOR place les commutateurs d'accès de manière centralisée dans une ou deux armoires, ce qui facilite la gestion et la maintenance, mais augmente également la connectivité entre les armoires serveurs et les armoires réseau. Plus les armoires de serveurs sont éloignées des armoires de réseau, plus la distance de câblage dans la salle des serveurs est longue, ce qui entraîne une charge de travail de maintenance des câbles élevée et une faible flexibilité.

L'architecture Middle of Row (MOR) est une amélioration de l'EOR. Il fournit également une armoire d'accès réseau unifiée pour les serveurs. Cependant, le MOR exige que l'armoire réseau soit placée au milieu de toute la rangée d'armoires, raccourcissant dans une certaine mesure la distance entre l'armoire serveur et l'armoire réseau et simplifiant la gestion et la maintenance des câbles. Cependant, par rapport à TOR, à la fois EOR et MOR, le câblage complexe et la gestion et la maintenance difficiles restent leurs principaux inconvénients. Sauf indication contraire, les descriptions EOR suivantes s'appliquent également au MOR.

 

Les commutateurs EOR sont généralement des commutateurs de châssis, tels que les commutateurs de la série CE12800 de HW. Si le nombre de serveurs dans la salle d'équipement est petit, vous pouvez également choisir les séries CE8800 et CE7800.

Par rapport aux commutateurs boîtiers, les commutateurs châssis présentent des avantages évidents dans les aspects suivants :

◼ Fournir plus et divers ports d'accès. En configurant des cartes d'interface avec des nombres et des débits différents sur un commutateur de châssis, vous pouvez contrôler de manière flexible le nombre et le débit des ports d'accès. Par exemple, les commutateurs de la série CE12800 prennent en charge 36 × 100GE, 36 ×40GE, 48 × 10 GE et 48 cartes d'interface GE (en utilisant le nombre maximum de ports comme exemple). Les ports prennent également en charge divers types de fractionnement, offrant des options flexibles pour accéder à différents serveurs de centre de données.

◼ Haute fiabilité. Les commutateurs de châssis fournissent du matériel redondant, tel que plusieurs modules de commutation, modules d'alimentation et modules de ventilation, pour améliorer la fiabilité du système.

◼ Protéger les investissements des clients. Lorsqu'un centre de données a besoin de débits d'accès plus élevés que l'actuel, il vous suffit de remplacer la carte d'interface par un débit plus élevé plutôt que l'unité entière. Du point de vue de l'ensemble du cycle de vie, le coût est inférieur.

L'architecture EOR réduit considérablement le domaine administratif du centre de données car il est géré par ligne plutôt que par rack. Cependant, cela signifie également que si un commutateur EOR échoue ou ne parvient pas à se mettre à niveau, cela affectera également une rangée entière de serveurs. C'est pourquoi la demande de commutateurs EOR est plus élevée.

 

Comparaison de TOR et EOR

Les schémas simplifiés de TOR et EOR sont présentés dans les deux figures suivantes.

Inconvénients du câblage EOR : il existe de nombreux câbles en cuivre entre les armoires de serveurs et les armoires de réseau (environ 20 à 40 câbles en cuivre), et plus les câbles en cuivre des armoires de serveurs sont éloignés des armoires de réseau, plus la distance de câblage dans la salle des serveurs est longue, ce qui conduit à une importante charge de travail de gestion et de maintenance des câbles et à une faible flexibilité.

Inconvénients du câblage TOR : chaque armoire de serveur est limitée par la puissance de sortie et le nombre de serveurs pouvant être déployés est limité, ce qui entraîne une utilisation insuffisante des ports d'accès des commutateurs de l'armoire. Le partage d'un ou deux commutateurs d'accès entre plusieurs armoires de serveurs peut résoudre le problème de sous-utilisation des ports de commutateur, mais cette approche augmente la charge de travail de gestion des câbles.

Compte tenu de la conception du réseau, le nombre de VLAN sur chaque commutateur d'accès dans le câblage TOR n'est pas important. Lors de la planification du réseau, ne laissez pas un VLAN s'étendre sur plusieurs commutateurs d'accès via le commutateur d'agrégation. Par conséquent, dans une topologie de réseau qui utilise le câblage TOR, chaque VLAN n'a pas une grande plage ou ne contient pas un grand nombre de ports. Cependant, pour le câblage EOR, la densité de ports des commutateurs d'accès est élevée. Lorsque le réseau est conçu à l'origine, il peut y avoir un VLAN avec un grand nombre de ports.

Le mode TOR a un grand nombre de commutateurs d'accès, tandis que le mode EOR a un petit nombre de commutateurs d'accès. Par conséquent, le mode TOR nécessite une grande quantité de gestion et de maintenance des périphériques réseau.

Avec l'augmentation de la demande de services de données utilisateur, la densité de serveurs dans les salles des centres de données augmente de plus en plus, et les nouvelles tendances technologiques telles que la virtualisation et le cloud computing deviennent de plus en plus populaires, ce qui augmente considérablement et augmente les ports réseau correspondant aux serveurs. la complexité de la gestion, de plus, la convergence des réseaux Ethernet (LAN) et fibre de stockage (SAN) devient de plus en plus courante, ce qui nécessite inévitablement une nouvelle topologie de réseau avec Cela nécessite inévitablement une nouvelle topologie de réseau pour correspondre.

Avec la marée du cloud computing, cette architecture distribuée est extrêmement évolutive pour les entreprises et nécessite un nombre croissant de serveurs.

Par exemple, le nouvel Apache Hadoop 0.23 prend en charge 6,000 10,000 à XNUMX XNUMX serveurs dans un cluster. Le nombre massif de serveurs nécessite une utilisation complète de l'espace de l'armoire du centre de données, tandis que la quantité massive de données d'entreprise nécessite également des liaisons hautes performances plus rapides et plus directes pour fournir les données au cœur du réseau. Dans une telle tendance, il est évident que le ToR est plus applicable, et sous la pression d'une expansion rapide des activités, l'approche ToR peut mieux accélérer l'expansion du réseau.