طراحی شبکه (Top of Rack) ToR در مقابل EoR (End of Row) برای دیتاسنترها
این مقاله دو شیوه معمول در طراحی فیزیکی دیتاسنترها یعنی روش ToR و EoR را به شکل دقیق بررسی و مقایسه می-کند. همچنین یک طرح جایگزین جدید با استفاده از Fabric Extenders بررسی می شود و با نگاهی سریع به نحوه سازگاری سیستم محاسبه یکپارچه سیسکو (Cisco Unified Computing System) با این نوع از طراحی، پایان می یابد. خب شروع می کنیم!
در طراحی ToR، سرورها به یک یا دو سوئیچ اترنت که در داخل رک نصب شده متصل می شوند. البته اگرچه اصطلاح "بالای رک" (top of rack) برای این نوع از طراحی جا افتاده، اما در واقعیت، مکان فیزیکی سوئیچ ها لزوما در بالای رک نیست. سوئیچ ها می توانند در پایین یا وسط رک قرار بگیرند. با این حال، بالای قفسه به دلیل دسترسی آسان تر و کابل کشی تمیزتر، رایج تر است. این طراحی گاهی اوقات "In-Rack" هم نامیده می شود. سوییچ ToR اترنت معمولا از نوع کمتر شناخته شده (1RU-2RU) و دارای پیکربندی ثابت است. ویژگی اصلی و جذابیت طراحی ToR این است که تمام کابل-کشی مسی از سرور به سوییچها با استفاده از کابل نسبتا کوتاه RJ45 و در داخل رک قرار می گیرد. سوئیچ اترنت، رک را از طریق فیبر نوری و بطور مستقیم به یک منطقه مجتمع مشترک در دیتاسنتر مرتبط می کند که به سوئیچ های مدولار و تراکم بالای اترنت متصل شده است.
هر رله با فیبر نوری به دیتاسنتر متصل است. بنابراین، نیازی به زیرساخت های سنگین و گران قیمت کابل کشی بین رک ها و در سراسر دیتاسنتر وجود ندارد. مقادیر زیاد کابل مسی باعث بار اضافی بر امکانات مرکز تحمیل می کند زیرا توده حجیم کابل مسی مسیریابی را دشوار می کند، می تواند جریان هوا را مختل کند، و به طور کلی نیازمند رک ها و زیرساخت های بیشتری است که به پچینگ و مدیریت کابل کشی اختصاص دارد. کابل های طولانی twisted pair مسی ممکن است محدودیت هایی در سرعت دسترسی به سرور و تکنولوژی شبکه ایجاد کنند. طراحی ToR دیتاسنتر از آنجا که نیازی به زیرساخت های کابل کشی بزرگ ندارد با چنین مسائلی روبرو نیست. این مهمتری عامل در ترجیح و انتخاب طراحی ToR در برابر طراحی EoR است..
هر رک را می توان به عنوان یک واحد فردی و مدولار در دیتاسنتر مدیریت کرد. تغییر یا ارتقای تکنولوژی دسترسی به سرور بصورت رک به رک خیلی راحت است. هر گونه ارتقای شبکه یا هر اشکالی در سوئیچ های رک، فقط روی سرورهای واقع در درون همان رک تاثیر می گذارد و کاری به ردیف سرورها ندارد. با توجه به این که سرور با کابلهای مسی بسیار کوتاه در داخل رک متصل می شود، انعطاف پذیری و گزینه های بیشتری از نظر نوع کابل و سرعت ارتباطی که می تواند پشتیبانی کند وجود دارد. برای مثال، یک کابل مسی 10GBASE-CX1 می تواند برای تامین یک اتصال کم هزینه و کم قدرت 10 گیگابایت به سرور استفاده شود. کابل 10GBASE-CX1 فاصله تا 7 متر را پشتیبانی می کند که برای طراحی ToR مناسب است.
اتصال فیبر نوری به هر رک، به دلیل توانایی منحصر به فرد فیبر نوری برای انتقال سیگنال های پهنای باند بالاتر در فاصله های طولانی، دارای انعطاف پذیری بیشتر و سرمایه گذاری بهتری نسبت به کابل مسی است. در آینده، انتقالهای 40 گیگابایت و 100 گیگابایت به راحتی روی زیرساخت فیبر نوری پشتیبانی خواهد شد. با توجه به چالش های فعلی برای انتقال 10 گیگابیت بر روی کابل twisted pair مسی (10GBASE-T)، هر گونه پشتیبانی از 40 یا 100 گیگابایت بر روی twisted pair در آینده، به احتمال زیاد دارای محدودیت فاصله های بسیار کوتاه خواهد بود (فاصله های درون رک). این هم یک عامل کلیدی دیگر که نشان می دهد چرا ToR بهتر از EoR است.
سازگاری سروهای تیغه ای (Blade server) با ماژول های سوئیچ مجتمع باعث شده است که رک های متصل با فیبر نوری با انتقال مفهوم «ToR» به داخل محفظه تیغه ای، رایج تر باشند. محفظه سرور تیغه ای ممکن است حاوی 2، 4 یا تعداد بیشتری ماژول سوئیچینگ اترنت یا سوئیچ های FC چندگانه باشد که باعث افزایش تعداد سوئیچ ها برای مدیریت می شود.
یکی از نکات برجسته طراحی ToR ، افزایش دامنه مدیریت است به دلیل این که هر سوئیچ رک، خود یک نمونه منحصر به فرد کنترل است که باید مدیریت شود. در یک دیتاسنتر بزرگ با تعداد رک های بسیار، طراحی ToR، به دلیل اضافه کردن تعداد زیادی سوئیچ به دیتا سنتر که هر یک به صورت جداگانه مدیریت می شود ، می تواند به سرعت به یک مشکل مدیریتی تبدیل شود. به عنوان مثال، در یک دیتاسنتر با 40 رک، که در آن هر رک شامل (2) سوییچ ToR است، تعداد 80 سوییچ وجود دارد که فقط کار ارائه اتصالات دسترسی به سرور را(بدون احتساب سوییچهای توزیع و هسته) انجام می-دهند. این یعنی 80 نسخه از نرم افزار سوئیچ که نیاز به بروز رسانی دارد، 80 فایل پیکربندی که باید ایجاد و بایگانی شوند، 80 سوییچ متفاوت در لایه 2 توپولوژی درخت پوشا، و80 موقعیت مختلف که یک پیکربندی ممکن است به اشتباه اختیار کند.
هنگامی که یک سوئیچ ToR خراب می شود، فردی که سوییچ را تعویض می کند نیاز دارد به پیکربندی این سوییچ در آرشیو دسترسی لازم را داشته و بتواند آن را تعویض کنید (فرض می شود که به درستی و به تازگی آرشیو شده).
این فرد همچنین ممکن است لازم داشته باشد برخی از آزمایش های بازبینی و عیب یابی را انجام دهد. همه اینها به فردی با مهارت بالا نیاز دارد که ممکن است همیشه در دسترس نباشد (یا اینکه به قیمت بالا بدست آید)، به ویژه در یک میزبان راه دور "چراغ خاموش (lights out)" .
طراحی ToR به طور معمول نیاز به تراکم پورت بالا در سوئیچ های مجتمع دارد. برگردیم به مثال 80 سوئیچ، با هر سوئیچ دارای یک اتصال تکی به هر سوئیچ مجتمع اضافی، هرسوئیچ مجتمع به 80 پورت نیاز دارد. هرچقدر پورت های بیشتری در مجتمع سوییچ ها وجود داشته باشد، بیشتر احتمال دارد با محدودیت های مقیاس پذیری احتمالی مواجه شوید. یکی از این محدودیت ها ممکن است، مثلا، پورت منطقی STP باشد، که محصول پورت های مجتمع و VLAN ها است. برای مثال، اگر قرار باشد تعداد 100 VLAN در دامنه L2 را با فرض PVST در تمام 80 پورت سوئیچهای موجود در مجتمع پیشتیبانی کنید، این قضیه منجر به 8000 پورت منطقی STP در هر سوئیچ مجتمع می شود. قوی ترین سوئیچ های مدولار می توانند از عهده این تعداد برآیند. به عنوان مثال، Catalyst 6500 از 10،000 نمونه PVST در مجموع و 1800 عدد در هر کارت خط پشتیبانی می کند. و Nexus 7000 از 16،000 نمونه PVST در کل و بدون محدودیت در کارت خط پشتیبانی می کند. بهرحال با این حال، این ها مواردی است باید همزمان با توسعه دیتاسنتر ازنظر تعداد پورت و VLAN در نظر بگیرید.
یکی دیگر از محدودیت های مقیاس پذیری، پورت های فیزیکی خام است - آیا سوئیچ مجتمع ظرفیت کافی برای پشتیبانی تمام سوئیچ های ToR را دارد؟ در مورد پشتیبانی از اتصالات 10 گیگابیت به هر سوئیچ ToR چطور؟، سوئیچ مجتمع چطور در پورتهای 10 گیگابیت درجه بندی می شود ؟
خلاصه ای از مزایای ToR (نکات مثبت):
• مس "داخل رک" باقی می ماند. هیچ زیرساخت کابل کشی مسی و بزرگ نیاز نیست.
• هزینه های کابل کشی پایین تر. زیرساخت اختصاصی کمتر برای کابل کشی و پچینگ. مدیریت کابل کشی تمیزتر.
• معماری مدولار و انعطاف پذیر "در هر رک". ارتقا/ تغییرات آسان "در هر رک".
• زیربنای فیبر نوری قابل استفاده در آینده، حفظ انتقال به 40G و 100G.
• کابل کشی مسی کوتاه به سرورها اجازه می دهد تا در آینده برای انتقال کم قدرت، کم هزینه 10G (10GBASE-CX1)، 40G.
• آمادگی برای unified fabric در حال حاضر.
خلاصه ای از معایب ToR (نکات منفی):
• تعداد سوئیچ های بیشتر برای مدیریت. پورت های بیشتر مورد نیاز در مجتمع.
• نگرانی های مقیاس پذیری بالقوه (پورت های منطقی STP، تراکم سوئیچ مجتمع).
• ترافیک بیشتر سرور-به-سرور لایه 2 در مجتمع
• رک های متصل در لایه 2. موارد بیشتر STP برای مدیریت.
• کنترل منحصر به فرد در هر 48 پورت (در هر سوئیچ)، مجموعه مهارت های بالاتر مورد نیاز برای تعویض سوئیچ.
رک های سرور معمولا به صورت یک طرفه در اتاق سرور کنار یکدیگر قرار می گیرند. هر ردیف ممکن است، به عنوان مثال، شامل 12 کابینت سرور باشد. اصطلاح "EoR" برای توصیف یک رک یا کابینتی که در انتهای "ردیف سرور" قرار دارد و کارکرد آن ارائه اتصال شبکه به سرورهای آن ردیف است، تعریف شده است. هر کابینت سرور در این طراحی، یک بسته سیم کشی twisted pair مسی دارد (معمولا رده 6 یا A6 ( حاوی 48 (و یا تعداد بیشتر) کابلهای منفرد است که به "EoR" هدایت می شود. رک های شبکه EoR لزوما در انتهای هر ردیف واقعی قرار نمی گیرد.
ممکن است طرحهایی وجود داشته باشد که تعداد کمی از رک های شبکه در یک ردیف کوچک از مجموعه خود قرار داده شوند و اتصال مسی EoR را به بیش از یک ردیف از سرورها ارائه دهند.
برای طراحی اضافی ممکن است دو بسته مسی برای هر رک وجود داشته باشد، و هر کدام از آنها بصورت روبرو به یکی از رک های شبکه EoR کشیده شده است. در کابینت سرور، بسته مسی به طور معمول به یک یا چند پچ پنل ثابت در بالای کابینت متصل می شود. سرورهای منفرد در رک، از یک کابل پچ مسی RJ45 نسبتا کوتاه برای اتصال از سرور به پچ پنل استفاده می کنند. بسته مسی هر رک می تواند از طریق داکت ها از بالا و یا از "رک های نردبانی" عبور کند که بسته های مسی را به قفسه های شبکه EoR حمل می کنند. بسته های مسی همچنین می تواند به قیمت مسدودشدن جریان هوای سرد، در زیر کف کاذب قرار گیرد. بسته به اینکه چه مقدار مس لازم است، معمول است که یک رک برای پچینگ تمام کابلهای مسی مجاور رکی اختصاص می یابد که حاوی سوئیچ شبکه EoR است. بنابراین، در هر انتهای ردیف ممکن است دو رک شبکه وجود داشته باشد، یکی برای پچینگ، و یکی برای خود سوییچ شبکه. بار دیگر، از یک کابل پچینگ RJ45 استفاده می شود برای ارتباط یک پورت سوئیچ شبکه به یک پورت پچ پنل متناظر که اتصال به سرور را برقرار می کند. مقدار زیادی از کابل های پچینگ RJ45 در EoR می تواند یک مشکل مدیریت کابل ایجاد کند و بدون برنامه ریزی دقیق می تواند به سرعت منجر به یک وضعیت درهم ریختگی و بی نظمی شود. شکل دیگر این طراحی MoR ( (Middle of Rowنامیده می شود که شامل انتقال کابلهای مسی از هر رک سرور به یک جفت رک است که در کنار یکدیگر و در وسط ردیف قرار دارند. این رویکرد طول کابل های بیش از حد بلند از کابینتهای سرور انتهایی را کم میکند، با این حال کل ردیف را در معرض یک فاجعه محلی در «میانه ردیف» (مانند نشت آب از سقف) قرار می دهد که ممکن است هر دو سوئیچ دسترسی سرور را همزمان مختل کند.
سوئیچ شبکه EoR معمولا یک پلت فرم مبتنی بر شاسی مدولار است که از صدها اتصال به سرور پشتیبانی می کند. به طور معمول، supervisor engineهای اضافی ، منبع تغذیه ها و به طور کلی ویژگی های دسترس پذیری بهتری وجود دارد بیشتر از مقداری که بطور معمول در یک سوییچ ToR وجود دارد. انتظار میرود که سوییچ مدولار EoR یک عمر طولانی حداقل 5 تا 7 سال (یا حتی طولانیتر) داشته باشد. تعویض مکرر سوئیچ EoR غیر معمول است، یعنی مادامی که در وضعیت "در-داخل" قرار دارد هر ارتقایی در سوییچ، معمولا ارتقای در سطح کامپوننت است، مانند کارت های خط جدید و یا supervisor engineها.
سوییچ EoR اتصال به صدها سرور درون آن ردیف را برقرار می کند. بنابراین، برخلاف ToR که هر رک واحد مدیریت خود است، با EoR کل ردیف سرورها مانند یک واحد جامع یا "Pod" در دیتاسنتر در نظر گرفته می شود. ارتقای شبکه یا مسائل مربوط به سوئیچ EoR می تواند روی خدمات کل ردیف سرورها تأثیر بگذارد. شبکه دیتاسنتر در این طراحی، به شکل "در هر ردیف"، به جای "در هر رک" مدیریت می شود.
طراحی ToR توپولوژی لایه 2 را از سوئیچ تجمعی به هر ردیف منفرد توسعه می دهد که در نتیجه آن، اثر لایه 2 به طور کلی بزرگتر می شود و در نتیجه یک توپولوژی بزرگتر درخت پوشا بوجود می آید. طراحی EoR، از سوی دیگر، توپولوژی کابل کشی لایه 1 از سوئیچ EoR را به هر رک گسترش می دهد، که باعث می شود رد پای لایه 2 کمتر و قابل کنترل تر و نودهای STP در توپولوژی کمتر باشد.
EoR یک مدل مدیریتی "در هر ردیف" برای کابل کشی دیتاسنتر است. علاوه بر این، EoR از نظر مدل مدیریت شبکه نیز یک مدل "در هر ردیف" است. با توجه به اینکه معمولا دو سوئیچ مدولار "در هر ردیف" سرورها وجود دارد، نتیجه این تغییر، وجود تعداد کمی سوییچ برای مدیریت، در مقایسه با طراحی ToR است. در مثال قبلی 40 رک، باید بگوییم 10 رک در هر ردیف وجود دارد که 4 ردیف هر کدام دارای دو سوئیچ EoRاست. و نتیجه آن 8 سوئیچ برای مدیریت است، به جای 80 عدد در طراحی ToR. همانطور که می بینید، طراحی EoR به طور معمول از نظر اندازه نسبت به طراحی ToRمزیت دارد بعنی از نظر تعداد سوئیچ های منفرد که نیاز به مدیریت دارند. این موضوع یک عامل کلیدی در انتخاب طراحی EoR در مقابل ToR است.
در حالی که EoR دارای سوئیچ های بسیار کمتری در زیرساخت ها است، این لزوما به معنی هزینه های کمتر برای شبکه سازی نیست. به عنوان مثال، هزینه یک کارت خط 48 پورت در یک سوئیچ EoR مدولار می تواند فقط کمی پایین تر از ( اگر مشابه نباشد) یک سوئیچ معادل 48 پورت ToR است. با این حال، هزینه های قرارداد نگهداری به طور معمول با EoR کمتر است زیرا تعداد کمتری از سوئیچ های منفرد وجود دارد که قراردادهای نگهداری دارند.
همانطور که در بحث ToR گفته شد، مقدار زیاد کابل کشی متراکم مسی در EoR معمولا برای نصب گران، بزرگ، محدودکننده جریان هواست و دردسرهای خاص خود را در مدیریت کابل کشی به همره دارد. کابل مسی طولانی twisted pair، چالشی برای انطباق با I / O شبکه سرور با سرعت بالا است. به عنوان مثال، یک اتصال 10 گیگابایت سرور از طریق کابل مسی twisted pair (10GBASE-T)امروزه به دلیل نیازهای فعلی انرژی سیلیکون GBASE-T10 (6-8وات در هر انتها) در وضعیت چالشی است. در نتیجه، دسترسی به پورتهای سوئیچ شبکه 10GBASE-T متراکم و مقرون به صرفه نیز کم است. همچنانکه پلتفرم های محاسباتی متراکم و مجازی سازی به سرعت شتاب می گیرند، سرورهای محدود به اتصالات I/O شبکه GE1 ، تثبیت در مقیاس گسترده تر و مجازی سازی در سرورهای مدرن را با چالش روبرو می کنند. علاوه بر این، برای انتخاب یک unified fabric نیز باید منتظر بمانیم تا زمانی که محصولات پورت سوییچ fabric GBASE-T10 و CNA در دسترس باشد (انتظار نمی رود تا اواخر سال 2010 در دسترس باشد).
سیلیکون GBASE-T10 در نهایت (در عرض 24 ماه آینده) به سطوح پایین تر انرژی می رسد و فروشندگان سوئیچ (مانند سیسکو) دارای کارتهای خطی 10GBASE-T برای سوئیچ های مدولار خواهند بود (مانند Nexus 7000.). تولیدکنندگان سرور همچنین فروش LOM (LAN on Motherboard) های 10 گیگابایت 100/1000/10G سه سرعته را شروع خواهند کرد و فروشندگان HBA CNA ، محصول یکپارچه unified fabric CNA با پورتهای GBASE-T10 را عرضه خواهند کرد. انتظار می رود همه اینها بر روی کابل مسی رده 6A کار کند. برای 40G و فراتر از آن، در آینده ممکن است هر اتفاقی بیفتد.
خلاصه ای از مزایای EoR(نکات مثبت):
• سوئیچ های کمتر برای مدیریت .هزینه های سوئیچ پایین تر، هزینه های نگهداری پایین تر.
• پورت های کمتر مورد نیاز در مجتمع.
• رک های متصل در لایه 1. موارد کمتر STP برای مدیریت (در هر ردیف، و نه در هر رک).
• عمر طولانی تر، دسترس پذیری بالا، پلتفرم مدولار برای دسترسی به سرور.
• کنترل منحصر به فرد در هر صد پورت (برای هر سوئیچ مدولار)، مجموعه مهارت های پایین تر مورد نیاز برای تعویض کارت خط 48 پورت، در مقابل جایگزینی سوئیچ 48 پورت.
خلاصه ای از معایب EoR (نکات منفی):
• نیاز به یک زیرساخت کابل کشی مسی گران قیمت، بزرگ، و سخت دارد. مملو از چالش های مدیریت کابل.
• زیرساخت بیشتر مورد نیاز برای پچینگ و مدیریت کابل.
• کابل کشی طولانی twisted pair استفاده از I / O سرور با سرعت پایین و قدرت بالاتر را محدود می کند.
• در مورد قابلیت استفاده در آینده، چالشی است و تضمینی وجود ندارد .
• معماری با انعطاف پذیری کم "در هر ردیف". ارتقاء / تغییرات پلتفرم بر کل ردیف تاثیر می گذارد.
• Unified fabric تا اواخر سال 2010 به واقعیت نمی پیوندد.
Fabric extender، یک مفهوم طراحی جدید دیتاسنتر است که امکان قرار دادن پورت های دسترسی به سرور ToR به عنوان توسعه لایه 1 سوئیچ اصلی بالادست را ایجاد می کند. همانند یک کارت خطی در یک سوئیچ مدولار، یک extender fabric تنها یک دستگاه داده است که تمام اطلاعات کنترل هوشمندش را از سوئیچ اصلی دریافت می کند. رابطه بین یک extender fabric و سوئیچ اصلی آن مشابه رابطه بین یک کارت خط و supervisor engine آن است، فقط در حال حاضر یک extender fabric می تواند به سوئیچ اصلی خود (supervisor engine) با اتصالات فیبرنوری راه دور متصل شود. این به شما این امکان را می دهد که کارتهای خطی سوئیچ مدولار EoR را به طور مناسب جدا کنید و آنها را در طول دیتاسنتر (در ToR) پخش کنید، بدون اینکه مدل مدیریت یک کلید تکی EoR را از دست بدهید. سوئیچ اصلی و همه fabric extender های متصل راه دور به آن به عنوان یک سوئیچ مدیریت می شود. هر fabric extender به سادگی یک extension راه دور از پورت ها (مانند یک کارت خط از راه دور) را به سوئیچ اصلی تکی ارائه می کند.
بر خلاف سوئیچ سنتی ToR، Extender fabric یک سوئیچ جداگانه نیست. هیچ فایل پیکربندی، هیچ آدرس IP و هیچ نرم افزاری برای fabric extenderها وجود ندارد که نیاز به مدیریت داشته باشد. علاوه بر این، هیچ توپولوژی لایه 2 از fabric extender به سوئیچ اصلی آن وجود ندارد، بلکه تماما لایه 1 است. در نتیجه، هیچ توپولوژی درخت پوشا بین سوئیچ اصلی و fabric extenderها وجود ندارد، درست مثل این که هیچ توپولوژی درخت پوشا بین یک supervisor engine و کارت های خط آن وجود ندارد. توپولوژی لايه 2 درخت پوشا تنها بین سوئیچ اصلی و سوئیچ مجتمع بالادست وجود دارد که به آن وصل شده است.
طراحی fabric extender، توپولوژي فيزيکي ToR را با توپولوژي منطقي EoR فراهم مي کند، که بهترين شکل از هر دو طراحی است. در این طراحی، سوئیچ های بسیار کمتری برای مدیریت (بسیار شبیه EoR ) وجود دارد و بدون نیاز به زیرساخت¬های کابل¬کشی بزرگ، در هر رک، اتصالات فیبرنوری قابل استفاده در آینده وجود دارد. مزیت هزینه نیز وجود دارد. با توجه به این که fabric extender برای اجرای یک کنترل، نیازی به پردازنده، حافظه و ذخیره سازی فلش ندارد، لذا اجزای کمتری وجود دارد و بنابراین هزینه کمتری دارند. یک fabric extender حدود 33٪ ارزان تر از سوئیچ ToR معادل آن است.
هنگامی که یک fabric extender خراب شود فایل پیکربندی وجود ندارد که نیاز به بازیابی و جایگزینی داشته باشد، هیچ نرم افزاری وجود ندارد که نیاز به بارگذاری داشته باشد. Fabric extender خراب به سادگی باید برداشته شود و یک دستگاه جدید بجای آن نصب و به همان کابلها متصل شود. مجموعه مهارت مورد نیاز برای جایگزینی، کسی است که می داند چگونه از یک پیچ گوشتی استفاده کند، می تواند کابل را قطع و وصل کند، و می تواند وضعیت نور سبزرنگ را ببیند. Fabric extender جدید پیکربندی و نرم افزار خود را از سوئیچ اصلی در زمانی که به آن متصل می شود دریافت می کند.
در شکل بالا ( شکل شماره 69 نشان داده شده است که توسعه دهنده فیبرها را به سوئیچ اصلی خود متصل کرده است .
توجه داشته باشید: تا 12 fabric extenders را می توان با یک سوئیچ اصلی (Nexus 5000) مدیریت کرد.
در شکل 7 بالا ToR fabric extender ها از فیبرنوری کشیده شده از رک به یک کابینت "EoR" و شامل سوئیچ اصلی استفاده می کند. سوئیچ اصلی، در این مورد Nexus 5000است که می تواند اتصالGE10 دسترسی به سرور unified fabric را فراهم کند. برای فیبر نوری معمول تر است که از یک رک به منطقه مجتمع مرکزی کشیده شود (همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است). با این حال، طراحی نشان داده شده در بالا در شکل 7 که در آن فیبر نوری به انتهای یک ردیف نیز کشیده شده، ممکن است بوسیله جایگذاری کلید اصلی در ردیف fabric extenderهای مرتبط به آن، شروع به استفاده از fabric extenderها به عنوان راهی برای حفظ گروه بندی منطقی "ردیف ها" کند.
خلاصه ای از مزایای ToR fabric extender (نکات مثبت):
• سوئیچ های کمتری برای مدیریت. پورت های کمتر مورد نیاز در منطقه مجتمع. (EoR)
• رک های متصل در لایه 1 از طریق فیبرنوری، گسترش لایه 1 مسی به سرور در رک. موارد کمتری از STP برای مدیریت. (EoR)
• کنترل منحصر به فرد در هر صد پورت، مجموعه مهارت های پایین تر مورد نیاز برای تعویض. (EoR)
• مس "داخل رک" باقی می ماند. هیچ زیرساخت کابل¬کشیی مسی بزرگ نیاز نیست. (ToR)
• هزینه های کابل کشی کمتر. زیرساخت اختصاصی کمتر برای کابل¬کشی و پچینگ. مدیریت تمیزتر کابل¬کشی. (ToR)
• معماری مدولار و انعطاف پذیر "در هر رک". ارتقا / تغییر آسان "در هر رک". (ToR)
• زیربنای فیبر نوری قابل استفاده در آینده، حفظ انتقالهای به 40G و G100. (ToR)
• کابل کشی کوتاه مسی به سرور اجازه وجود در آینده را برای 1oGE (10GBASE-CX1), 40G کم قدرت، کم هزینه می دهد. (ToR)
خلاصه ای از معایب ToR fabric extender (نکات منفی):
• مفهوم طراحی جدید تنها در ژانویه 2009 در دسترس است. هنوز بصورت گسترده پیاده سازی نشده است.
پادهای محاسبه یکپارچه سیسکو Cisco Unified Computing Pods
راه حل محاسبات یکپارچه سیسکو (CUS) یک معماری محکم با سرورهای تیغه¬ای، unified fabric، fabric extenderها و مدیریت درونی و متمرکز را یکجا در یک سیستم یکپارچه فراهم می کند. یک استقرار چند-رک یک سیستم واحد است که توسط یک جفت از سوئیچ های متصل به شبکه ToR مدیریت می شود که مدیریت سطح دستگاه های جاسازی شده ، تهیه و پیوند دادن pod به اترنت مجتمع دیتاسنتر و کانالهای فیبر نوری رافراهم می کند.
در بالا، یک pod متشکل از 3 رک، یک سیستم را تشکیل می دهد. هر محفظه تیغه¬ای با یک unified fabric – fabric extender - به سوئیچ های متصل fabric با فیبر نوری 10GBASE-CX1 یا USR 10GE (دسترسی فوق العاده کوتاه) مرتبط است. یک Unified computing system تنها می تواند 40 محفظه تیغه را به عنوان یک سیستم دربر داشته باشد. با چنین مقیاس پذیری، طرح هایی وجود دارد که در آن تمام ردیف محفظه های تیغه¬ای به اتصالات EoR یا M iddle of Row مرتبط است. همانطور که در زیر نشان داده شده است .
اینها تنها طرحهای ممکن نیستند، بلکه تنها چند نمونه ساده هستند. از آنجا که معماری به نسبت مقیاس پذیری که دارد انعطاف پذیر است، بسیاری از امکانات دیگر نیز وجود دارد.
خلاصه ای از مزایای Unified computing system (نکات مثبت):
• طراحی فیزیکی "ToR" را تحت پوشش قرار می دهد.
• دارای فن آوری Fabric extender است. موارد کمتر برای مدیریت
• سیستم واحد محاسبه، unified fabric، و مدیریت درونی و متمرکز.
• به شدت مقیاس پذیر به عنوان یک سیستم واحد.
• بهینه سازی شده برای مجازی سازی
خلاصه ای از معایب سیستم محاسبه یکپارچه (UCS) (نکات منفی):
• UCS سیسکو هنوز در دسترس نیست :-( اطلاعات بیشتر را از نماینده سیسکو بخواهید.
• خبر جدیدتر: UCS سیسکو از ژوئن 2009 در دسترس بوده و به مشتریان ارسال شده است.
پیاده سازی طرح های دیتاسنتر به شکل "Pod"
انتخاب طرح های فیزیکی ToR یا EoR یک معامله همه یا هیچ نیست. یکی از چیزهایی که همه طرح های فوق در آن مشترک است این است که هر کدام به یک منطقه مشترک مجتمع با فیبرنوری پیوند دارند. منطقه مجتمع مشترک می تواند به این ترتیب منطقه pod EOR را بدون تفاوت با “ToR” pod خدمات دهد، به این ترتیب همانطور که دیتاسنتر بزرگتر می شود، امکان انعطاف پذیری را در انتخاب گزینه های طراحی ، Pod به Pod به وجود می¬آید. برخی از podها میتوانند از کابل کشی مسی EoR استفاده کنند، و بعضی دیگر از فیبر نوری ToR، و هر pod به منطقه مجتمع مشترک با فیبرنوری متصل میشود.
نتیجه
این مقاله بر اساس یک ارائه دقیق است که از ابتدا برای معرفی طرح های فیزیکی دیتاسنتر ها ، ToR در مقابل EoR بوده است. اگر می خواهید کل ارائه را به صورت یک به یک در مورد محیط خاص خود مشاهده کنید، لطفا با بخش فنی مهندسی سایت اتاق سرور دات کام تماس بگیرید و در خصوص طراحی دیتاسنتر ToR در برابر EoR اطلاعات تکمیلی را دریافت کنید !
ترجمه : مهندس علی علیمردانی
منبع : http://bradhedlund.com
در طراحی ToR، سرورها به یک یا دو سوئیچ اترنت که در داخل رک نصب شده متصل می شوند. البته اگرچه اصطلاح "بالای رک" (top of rack) برای این نوع از طراحی جا افتاده، اما در واقعیت، مکان فیزیکی سوئیچ ها لزوما در بالای رک نیست. سوئیچ ها می توانند در پایین یا وسط رک قرار بگیرند. با این حال، بالای قفسه به دلیل دسترسی آسان تر و کابل کشی تمیزتر، رایج تر است. این طراحی گاهی اوقات "In-Rack" هم نامیده می شود. سوییچ ToR اترنت معمولا از نوع کمتر شناخته شده (1RU-2RU) و دارای پیکربندی ثابت است. ویژگی اصلی و جذابیت طراحی ToR این است که تمام کابل-کشی مسی از سرور به سوییچها با استفاده از کابل نسبتا کوتاه RJ45 و در داخل رک قرار می گیرد. سوئیچ اترنت، رک را از طریق فیبر نوری و بطور مستقیم به یک منطقه مجتمع مشترک در دیتاسنتر مرتبط می کند که به سوئیچ های مدولار و تراکم بالای اترنت متصل شده است.
هر رله با فیبر نوری به دیتاسنتر متصل است. بنابراین، نیازی به زیرساخت های سنگین و گران قیمت کابل کشی بین رک ها و در سراسر دیتاسنتر وجود ندارد. مقادیر زیاد کابل مسی باعث بار اضافی بر امکانات مرکز تحمیل می کند زیرا توده حجیم کابل مسی مسیریابی را دشوار می کند، می تواند جریان هوا را مختل کند، و به طور کلی نیازمند رک ها و زیرساخت های بیشتری است که به پچینگ و مدیریت کابل کشی اختصاص دارد. کابل های طولانی twisted pair مسی ممکن است محدودیت هایی در سرعت دسترسی به سرور و تکنولوژی شبکه ایجاد کنند. طراحی ToR دیتاسنتر از آنجا که نیازی به زیرساخت های کابل کشی بزرگ ندارد با چنین مسائلی روبرو نیست. این مهمتری عامل در ترجیح و انتخاب طراحی ToR در برابر طراحی EoR است..
هر رک را می توان به عنوان یک واحد فردی و مدولار در دیتاسنتر مدیریت کرد. تغییر یا ارتقای تکنولوژی دسترسی به سرور بصورت رک به رک خیلی راحت است. هر گونه ارتقای شبکه یا هر اشکالی در سوئیچ های رک، فقط روی سرورهای واقع در درون همان رک تاثیر می گذارد و کاری به ردیف سرورها ندارد. با توجه به این که سرور با کابلهای مسی بسیار کوتاه در داخل رک متصل می شود، انعطاف پذیری و گزینه های بیشتری از نظر نوع کابل و سرعت ارتباطی که می تواند پشتیبانی کند وجود دارد. برای مثال، یک کابل مسی 10GBASE-CX1 می تواند برای تامین یک اتصال کم هزینه و کم قدرت 10 گیگابایت به سرور استفاده شود. کابل 10GBASE-CX1 فاصله تا 7 متر را پشتیبانی می کند که برای طراحی ToR مناسب است.
اتصال فیبر نوری به هر رک، به دلیل توانایی منحصر به فرد فیبر نوری برای انتقال سیگنال های پهنای باند بالاتر در فاصله های طولانی، دارای انعطاف پذیری بیشتر و سرمایه گذاری بهتری نسبت به کابل مسی است. در آینده، انتقالهای 40 گیگابایت و 100 گیگابایت به راحتی روی زیرساخت فیبر نوری پشتیبانی خواهد شد. با توجه به چالش های فعلی برای انتقال 10 گیگابیت بر روی کابل twisted pair مسی (10GBASE-T)، هر گونه پشتیبانی از 40 یا 100 گیگابایت بر روی twisted pair در آینده، به احتمال زیاد دارای محدودیت فاصله های بسیار کوتاه خواهد بود (فاصله های درون رک). این هم یک عامل کلیدی دیگر که نشان می دهد چرا ToR بهتر از EoR است.
سازگاری سروهای تیغه ای (Blade server) با ماژول های سوئیچ مجتمع باعث شده است که رک های متصل با فیبر نوری با انتقال مفهوم «ToR» به داخل محفظه تیغه ای، رایج تر باشند. محفظه سرور تیغه ای ممکن است حاوی 2، 4 یا تعداد بیشتری ماژول سوئیچینگ اترنت یا سوئیچ های FC چندگانه باشد که باعث افزایش تعداد سوئیچ ها برای مدیریت می شود.
یکی از نکات برجسته طراحی ToR ، افزایش دامنه مدیریت است به دلیل این که هر سوئیچ رک، خود یک نمونه منحصر به فرد کنترل است که باید مدیریت شود. در یک دیتاسنتر بزرگ با تعداد رک های بسیار، طراحی ToR، به دلیل اضافه کردن تعداد زیادی سوئیچ به دیتا سنتر که هر یک به صورت جداگانه مدیریت می شود ، می تواند به سرعت به یک مشکل مدیریتی تبدیل شود. به عنوان مثال، در یک دیتاسنتر با 40 رک، که در آن هر رک شامل (2) سوییچ ToR است، تعداد 80 سوییچ وجود دارد که فقط کار ارائه اتصالات دسترسی به سرور را(بدون احتساب سوییچهای توزیع و هسته) انجام می-دهند. این یعنی 80 نسخه از نرم افزار سوئیچ که نیاز به بروز رسانی دارد، 80 فایل پیکربندی که باید ایجاد و بایگانی شوند، 80 سوییچ متفاوت در لایه 2 توپولوژی درخت پوشا، و80 موقعیت مختلف که یک پیکربندی ممکن است به اشتباه اختیار کند.
هنگامی که یک سوئیچ ToR خراب می شود، فردی که سوییچ را تعویض می کند نیاز دارد به پیکربندی این سوییچ در آرشیو دسترسی لازم را داشته و بتواند آن را تعویض کنید (فرض می شود که به درستی و به تازگی آرشیو شده).
این فرد همچنین ممکن است لازم داشته باشد برخی از آزمایش های بازبینی و عیب یابی را انجام دهد. همه اینها به فردی با مهارت بالا نیاز دارد که ممکن است همیشه در دسترس نباشد (یا اینکه به قیمت بالا بدست آید)، به ویژه در یک میزبان راه دور "چراغ خاموش (lights out)" .
طراحی ToR به طور معمول نیاز به تراکم پورت بالا در سوئیچ های مجتمع دارد. برگردیم به مثال 80 سوئیچ، با هر سوئیچ دارای یک اتصال تکی به هر سوئیچ مجتمع اضافی، هرسوئیچ مجتمع به 80 پورت نیاز دارد. هرچقدر پورت های بیشتری در مجتمع سوییچ ها وجود داشته باشد، بیشتر احتمال دارد با محدودیت های مقیاس پذیری احتمالی مواجه شوید. یکی از این محدودیت ها ممکن است، مثلا، پورت منطقی STP باشد، که محصول پورت های مجتمع و VLAN ها است. برای مثال، اگر قرار باشد تعداد 100 VLAN در دامنه L2 را با فرض PVST در تمام 80 پورت سوئیچهای موجود در مجتمع پیشتیبانی کنید، این قضیه منجر به 8000 پورت منطقی STP در هر سوئیچ مجتمع می شود. قوی ترین سوئیچ های مدولار می توانند از عهده این تعداد برآیند. به عنوان مثال، Catalyst 6500 از 10،000 نمونه PVST در مجموع و 1800 عدد در هر کارت خط پشتیبانی می کند. و Nexus 7000 از 16،000 نمونه PVST در کل و بدون محدودیت در کارت خط پشتیبانی می کند. بهرحال با این حال، این ها مواردی است باید همزمان با توسعه دیتاسنتر ازنظر تعداد پورت و VLAN در نظر بگیرید.
یکی دیگر از محدودیت های مقیاس پذیری، پورت های فیزیکی خام است - آیا سوئیچ مجتمع ظرفیت کافی برای پشتیبانی تمام سوئیچ های ToR را دارد؟ در مورد پشتیبانی از اتصالات 10 گیگابیت به هر سوئیچ ToR چطور؟، سوئیچ مجتمع چطور در پورتهای 10 گیگابیت درجه بندی می شود ؟
خلاصه ای از مزایای ToR (نکات مثبت):
• مس "داخل رک" باقی می ماند. هیچ زیرساخت کابل کشی مسی و بزرگ نیاز نیست.
• هزینه های کابل کشی پایین تر. زیرساخت اختصاصی کمتر برای کابل کشی و پچینگ. مدیریت کابل کشی تمیزتر.
• معماری مدولار و انعطاف پذیر "در هر رک". ارتقا/ تغییرات آسان "در هر رک".
• زیربنای فیبر نوری قابل استفاده در آینده، حفظ انتقال به 40G و 100G.
• کابل کشی مسی کوتاه به سرورها اجازه می دهد تا در آینده برای انتقال کم قدرت، کم هزینه 10G (10GBASE-CX1)، 40G.
• آمادگی برای unified fabric در حال حاضر.
خلاصه ای از معایب ToR (نکات منفی):
• تعداد سوئیچ های بیشتر برای مدیریت. پورت های بیشتر مورد نیاز در مجتمع.
• نگرانی های مقیاس پذیری بالقوه (پورت های منطقی STP، تراکم سوئیچ مجتمع).
• ترافیک بیشتر سرور-به-سرور لایه 2 در مجتمع
• رک های متصل در لایه 2. موارد بیشتر STP برای مدیریت.
• کنترل منحصر به فرد در هر 48 پورت (در هر سوئیچ)، مجموعه مهارت های بالاتر مورد نیاز برای تعویض سوئیچ.
رک های سرور معمولا به صورت یک طرفه در اتاق سرور کنار یکدیگر قرار می گیرند. هر ردیف ممکن است، به عنوان مثال، شامل 12 کابینت سرور باشد. اصطلاح "EoR" برای توصیف یک رک یا کابینتی که در انتهای "ردیف سرور" قرار دارد و کارکرد آن ارائه اتصال شبکه به سرورهای آن ردیف است، تعریف شده است. هر کابینت سرور در این طراحی، یک بسته سیم کشی twisted pair مسی دارد (معمولا رده 6 یا A6 ( حاوی 48 (و یا تعداد بیشتر) کابلهای منفرد است که به "EoR" هدایت می شود. رک های شبکه EoR لزوما در انتهای هر ردیف واقعی قرار نمی گیرد.
ممکن است طرحهایی وجود داشته باشد که تعداد کمی از رک های شبکه در یک ردیف کوچک از مجموعه خود قرار داده شوند و اتصال مسی EoR را به بیش از یک ردیف از سرورها ارائه دهند.
برای طراحی اضافی ممکن است دو بسته مسی برای هر رک وجود داشته باشد، و هر کدام از آنها بصورت روبرو به یکی از رک های شبکه EoR کشیده شده است. در کابینت سرور، بسته مسی به طور معمول به یک یا چند پچ پنل ثابت در بالای کابینت متصل می شود. سرورهای منفرد در رک، از یک کابل پچ مسی RJ45 نسبتا کوتاه برای اتصال از سرور به پچ پنل استفاده می کنند. بسته مسی هر رک می تواند از طریق داکت ها از بالا و یا از "رک های نردبانی" عبور کند که بسته های مسی را به قفسه های شبکه EoR حمل می کنند. بسته های مسی همچنین می تواند به قیمت مسدودشدن جریان هوای سرد، در زیر کف کاذب قرار گیرد. بسته به اینکه چه مقدار مس لازم است، معمول است که یک رک برای پچینگ تمام کابلهای مسی مجاور رکی اختصاص می یابد که حاوی سوئیچ شبکه EoR است. بنابراین، در هر انتهای ردیف ممکن است دو رک شبکه وجود داشته باشد، یکی برای پچینگ، و یکی برای خود سوییچ شبکه. بار دیگر، از یک کابل پچینگ RJ45 استفاده می شود برای ارتباط یک پورت سوئیچ شبکه به یک پورت پچ پنل متناظر که اتصال به سرور را برقرار می کند. مقدار زیادی از کابل های پچینگ RJ45 در EoR می تواند یک مشکل مدیریت کابل ایجاد کند و بدون برنامه ریزی دقیق می تواند به سرعت منجر به یک وضعیت درهم ریختگی و بی نظمی شود. شکل دیگر این طراحی MoR ( (Middle of Rowنامیده می شود که شامل انتقال کابلهای مسی از هر رک سرور به یک جفت رک است که در کنار یکدیگر و در وسط ردیف قرار دارند. این رویکرد طول کابل های بیش از حد بلند از کابینتهای سرور انتهایی را کم میکند، با این حال کل ردیف را در معرض یک فاجعه محلی در «میانه ردیف» (مانند نشت آب از سقف) قرار می دهد که ممکن است هر دو سوئیچ دسترسی سرور را همزمان مختل کند.
سوئیچ شبکه EoR معمولا یک پلت فرم مبتنی بر شاسی مدولار است که از صدها اتصال به سرور پشتیبانی می کند. به طور معمول، supervisor engineهای اضافی ، منبع تغذیه ها و به طور کلی ویژگی های دسترس پذیری بهتری وجود دارد بیشتر از مقداری که بطور معمول در یک سوییچ ToR وجود دارد. انتظار میرود که سوییچ مدولار EoR یک عمر طولانی حداقل 5 تا 7 سال (یا حتی طولانیتر) داشته باشد. تعویض مکرر سوئیچ EoR غیر معمول است، یعنی مادامی که در وضعیت "در-داخل" قرار دارد هر ارتقایی در سوییچ، معمولا ارتقای در سطح کامپوننت است، مانند کارت های خط جدید و یا supervisor engineها.
سوییچ EoR اتصال به صدها سرور درون آن ردیف را برقرار می کند. بنابراین، برخلاف ToR که هر رک واحد مدیریت خود است، با EoR کل ردیف سرورها مانند یک واحد جامع یا "Pod" در دیتاسنتر در نظر گرفته می شود. ارتقای شبکه یا مسائل مربوط به سوئیچ EoR می تواند روی خدمات کل ردیف سرورها تأثیر بگذارد. شبکه دیتاسنتر در این طراحی، به شکل "در هر ردیف"، به جای "در هر رک" مدیریت می شود.
طراحی ToR توپولوژی لایه 2 را از سوئیچ تجمعی به هر ردیف منفرد توسعه می دهد که در نتیجه آن، اثر لایه 2 به طور کلی بزرگتر می شود و در نتیجه یک توپولوژی بزرگتر درخت پوشا بوجود می آید. طراحی EoR، از سوی دیگر، توپولوژی کابل کشی لایه 1 از سوئیچ EoR را به هر رک گسترش می دهد، که باعث می شود رد پای لایه 2 کمتر و قابل کنترل تر و نودهای STP در توپولوژی کمتر باشد.
EoR یک مدل مدیریتی "در هر ردیف" برای کابل کشی دیتاسنتر است. علاوه بر این، EoR از نظر مدل مدیریت شبکه نیز یک مدل "در هر ردیف" است. با توجه به اینکه معمولا دو سوئیچ مدولار "در هر ردیف" سرورها وجود دارد، نتیجه این تغییر، وجود تعداد کمی سوییچ برای مدیریت، در مقایسه با طراحی ToR است. در مثال قبلی 40 رک، باید بگوییم 10 رک در هر ردیف وجود دارد که 4 ردیف هر کدام دارای دو سوئیچ EoRاست. و نتیجه آن 8 سوئیچ برای مدیریت است، به جای 80 عدد در طراحی ToR. همانطور که می بینید، طراحی EoR به طور معمول از نظر اندازه نسبت به طراحی ToRمزیت دارد بعنی از نظر تعداد سوئیچ های منفرد که نیاز به مدیریت دارند. این موضوع یک عامل کلیدی در انتخاب طراحی EoR در مقابل ToR است.
در حالی که EoR دارای سوئیچ های بسیار کمتری در زیرساخت ها است، این لزوما به معنی هزینه های کمتر برای شبکه سازی نیست. به عنوان مثال، هزینه یک کارت خط 48 پورت در یک سوئیچ EoR مدولار می تواند فقط کمی پایین تر از ( اگر مشابه نباشد) یک سوئیچ معادل 48 پورت ToR است. با این حال، هزینه های قرارداد نگهداری به طور معمول با EoR کمتر است زیرا تعداد کمتری از سوئیچ های منفرد وجود دارد که قراردادهای نگهداری دارند.
همانطور که در بحث ToR گفته شد، مقدار زیاد کابل کشی متراکم مسی در EoR معمولا برای نصب گران، بزرگ، محدودکننده جریان هواست و دردسرهای خاص خود را در مدیریت کابل کشی به همره دارد. کابل مسی طولانی twisted pair، چالشی برای انطباق با I / O شبکه سرور با سرعت بالا است. به عنوان مثال، یک اتصال 10 گیگابایت سرور از طریق کابل مسی twisted pair (10GBASE-T)امروزه به دلیل نیازهای فعلی انرژی سیلیکون GBASE-T10 (6-8وات در هر انتها) در وضعیت چالشی است. در نتیجه، دسترسی به پورتهای سوئیچ شبکه 10GBASE-T متراکم و مقرون به صرفه نیز کم است. همچنانکه پلتفرم های محاسباتی متراکم و مجازی سازی به سرعت شتاب می گیرند، سرورهای محدود به اتصالات I/O شبکه GE1 ، تثبیت در مقیاس گسترده تر و مجازی سازی در سرورهای مدرن را با چالش روبرو می کنند. علاوه بر این، برای انتخاب یک unified fabric نیز باید منتظر بمانیم تا زمانی که محصولات پورت سوییچ fabric GBASE-T10 و CNA در دسترس باشد (انتظار نمی رود تا اواخر سال 2010 در دسترس باشد).
سیلیکون GBASE-T10 در نهایت (در عرض 24 ماه آینده) به سطوح پایین تر انرژی می رسد و فروشندگان سوئیچ (مانند سیسکو) دارای کارتهای خطی 10GBASE-T برای سوئیچ های مدولار خواهند بود (مانند Nexus 7000.). تولیدکنندگان سرور همچنین فروش LOM (LAN on Motherboard) های 10 گیگابایت 100/1000/10G سه سرعته را شروع خواهند کرد و فروشندگان HBA CNA ، محصول یکپارچه unified fabric CNA با پورتهای GBASE-T10 را عرضه خواهند کرد. انتظار می رود همه اینها بر روی کابل مسی رده 6A کار کند. برای 40G و فراتر از آن، در آینده ممکن است هر اتفاقی بیفتد.
خلاصه ای از مزایای EoR(نکات مثبت):
• سوئیچ های کمتر برای مدیریت .هزینه های سوئیچ پایین تر، هزینه های نگهداری پایین تر.
• پورت های کمتر مورد نیاز در مجتمع.
• رک های متصل در لایه 1. موارد کمتر STP برای مدیریت (در هر ردیف، و نه در هر رک).
• عمر طولانی تر، دسترس پذیری بالا، پلتفرم مدولار برای دسترسی به سرور.
• کنترل منحصر به فرد در هر صد پورت (برای هر سوئیچ مدولار)، مجموعه مهارت های پایین تر مورد نیاز برای تعویض کارت خط 48 پورت، در مقابل جایگزینی سوئیچ 48 پورت.
خلاصه ای از معایب EoR (نکات منفی):
• نیاز به یک زیرساخت کابل کشی مسی گران قیمت، بزرگ، و سخت دارد. مملو از چالش های مدیریت کابل.
• زیرساخت بیشتر مورد نیاز برای پچینگ و مدیریت کابل.
• کابل کشی طولانی twisted pair استفاده از I / O سرور با سرعت پایین و قدرت بالاتر را محدود می کند.
• در مورد قابلیت استفاده در آینده، چالشی است و تضمینی وجود ندارد .
• معماری با انعطاف پذیری کم "در هر ردیف". ارتقاء / تغییرات پلتفرم بر کل ردیف تاثیر می گذارد.
• Unified fabric تا اواخر سال 2010 به واقعیت نمی پیوندد.
Fabric extender، یک مفهوم طراحی جدید دیتاسنتر است که امکان قرار دادن پورت های دسترسی به سرور ToR به عنوان توسعه لایه 1 سوئیچ اصلی بالادست را ایجاد می کند. همانند یک کارت خطی در یک سوئیچ مدولار، یک extender fabric تنها یک دستگاه داده است که تمام اطلاعات کنترل هوشمندش را از سوئیچ اصلی دریافت می کند. رابطه بین یک extender fabric و سوئیچ اصلی آن مشابه رابطه بین یک کارت خط و supervisor engine آن است، فقط در حال حاضر یک extender fabric می تواند به سوئیچ اصلی خود (supervisor engine) با اتصالات فیبرنوری راه دور متصل شود. این به شما این امکان را می دهد که کارتهای خطی سوئیچ مدولار EoR را به طور مناسب جدا کنید و آنها را در طول دیتاسنتر (در ToR) پخش کنید، بدون اینکه مدل مدیریت یک کلید تکی EoR را از دست بدهید. سوئیچ اصلی و همه fabric extender های متصل راه دور به آن به عنوان یک سوئیچ مدیریت می شود. هر fabric extender به سادگی یک extension راه دور از پورت ها (مانند یک کارت خط از راه دور) را به سوئیچ اصلی تکی ارائه می کند.
بر خلاف سوئیچ سنتی ToR، Extender fabric یک سوئیچ جداگانه نیست. هیچ فایل پیکربندی، هیچ آدرس IP و هیچ نرم افزاری برای fabric extenderها وجود ندارد که نیاز به مدیریت داشته باشد. علاوه بر این، هیچ توپولوژی لایه 2 از fabric extender به سوئیچ اصلی آن وجود ندارد، بلکه تماما لایه 1 است. در نتیجه، هیچ توپولوژی درخت پوشا بین سوئیچ اصلی و fabric extenderها وجود ندارد، درست مثل این که هیچ توپولوژی درخت پوشا بین یک supervisor engine و کارت های خط آن وجود ندارد. توپولوژی لايه 2 درخت پوشا تنها بین سوئیچ اصلی و سوئیچ مجتمع بالادست وجود دارد که به آن وصل شده است.
طراحی fabric extender، توپولوژي فيزيکي ToR را با توپولوژي منطقي EoR فراهم مي کند، که بهترين شکل از هر دو طراحی است. در این طراحی، سوئیچ های بسیار کمتری برای مدیریت (بسیار شبیه EoR ) وجود دارد و بدون نیاز به زیرساخت¬های کابل¬کشی بزرگ، در هر رک، اتصالات فیبرنوری قابل استفاده در آینده وجود دارد. مزیت هزینه نیز وجود دارد. با توجه به این که fabric extender برای اجرای یک کنترل، نیازی به پردازنده، حافظه و ذخیره سازی فلش ندارد، لذا اجزای کمتری وجود دارد و بنابراین هزینه کمتری دارند. یک fabric extender حدود 33٪ ارزان تر از سوئیچ ToR معادل آن است.
هنگامی که یک fabric extender خراب شود فایل پیکربندی وجود ندارد که نیاز به بازیابی و جایگزینی داشته باشد، هیچ نرم افزاری وجود ندارد که نیاز به بارگذاری داشته باشد. Fabric extender خراب به سادگی باید برداشته شود و یک دستگاه جدید بجای آن نصب و به همان کابلها متصل شود. مجموعه مهارت مورد نیاز برای جایگزینی، کسی است که می داند چگونه از یک پیچ گوشتی استفاده کند، می تواند کابل را قطع و وصل کند، و می تواند وضعیت نور سبزرنگ را ببیند. Fabric extender جدید پیکربندی و نرم افزار خود را از سوئیچ اصلی در زمانی که به آن متصل می شود دریافت می کند.
در شکل بالا ( شکل شماره 69 نشان داده شده است که توسعه دهنده فیبرها را به سوئیچ اصلی خود متصل کرده است .
توجه داشته باشید: تا 12 fabric extenders را می توان با یک سوئیچ اصلی (Nexus 5000) مدیریت کرد.
در شکل 7 بالا ToR fabric extender ها از فیبرنوری کشیده شده از رک به یک کابینت "EoR" و شامل سوئیچ اصلی استفاده می کند. سوئیچ اصلی، در این مورد Nexus 5000است که می تواند اتصالGE10 دسترسی به سرور unified fabric را فراهم کند. برای فیبر نوری معمول تر است که از یک رک به منطقه مجتمع مرکزی کشیده شود (همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است). با این حال، طراحی نشان داده شده در بالا در شکل 7 که در آن فیبر نوری به انتهای یک ردیف نیز کشیده شده، ممکن است بوسیله جایگذاری کلید اصلی در ردیف fabric extenderهای مرتبط به آن، شروع به استفاده از fabric extenderها به عنوان راهی برای حفظ گروه بندی منطقی "ردیف ها" کند.
خلاصه ای از مزایای ToR fabric extender (نکات مثبت):
• سوئیچ های کمتری برای مدیریت. پورت های کمتر مورد نیاز در منطقه مجتمع. (EoR)
• رک های متصل در لایه 1 از طریق فیبرنوری، گسترش لایه 1 مسی به سرور در رک. موارد کمتری از STP برای مدیریت. (EoR)
• کنترل منحصر به فرد در هر صد پورت، مجموعه مهارت های پایین تر مورد نیاز برای تعویض. (EoR)
• مس "داخل رک" باقی می ماند. هیچ زیرساخت کابل¬کشیی مسی بزرگ نیاز نیست. (ToR)
• هزینه های کابل کشی کمتر. زیرساخت اختصاصی کمتر برای کابل¬کشی و پچینگ. مدیریت تمیزتر کابل¬کشی. (ToR)
• معماری مدولار و انعطاف پذیر "در هر رک". ارتقا / تغییر آسان "در هر رک". (ToR)
• زیربنای فیبر نوری قابل استفاده در آینده، حفظ انتقالهای به 40G و G100. (ToR)
• کابل کشی کوتاه مسی به سرور اجازه وجود در آینده را برای 1oGE (10GBASE-CX1), 40G کم قدرت، کم هزینه می دهد. (ToR)
خلاصه ای از معایب ToR fabric extender (نکات منفی):
• مفهوم طراحی جدید تنها در ژانویه 2009 در دسترس است. هنوز بصورت گسترده پیاده سازی نشده است.
پادهای محاسبه یکپارچه سیسکو Cisco Unified Computing Pods
راه حل محاسبات یکپارچه سیسکو (CUS) یک معماری محکم با سرورهای تیغه¬ای، unified fabric، fabric extenderها و مدیریت درونی و متمرکز را یکجا در یک سیستم یکپارچه فراهم می کند. یک استقرار چند-رک یک سیستم واحد است که توسط یک جفت از سوئیچ های متصل به شبکه ToR مدیریت می شود که مدیریت سطح دستگاه های جاسازی شده ، تهیه و پیوند دادن pod به اترنت مجتمع دیتاسنتر و کانالهای فیبر نوری رافراهم می کند.
در بالا، یک pod متشکل از 3 رک، یک سیستم را تشکیل می دهد. هر محفظه تیغه¬ای با یک unified fabric – fabric extender - به سوئیچ های متصل fabric با فیبر نوری 10GBASE-CX1 یا USR 10GE (دسترسی فوق العاده کوتاه) مرتبط است. یک Unified computing system تنها می تواند 40 محفظه تیغه را به عنوان یک سیستم دربر داشته باشد. با چنین مقیاس پذیری، طرح هایی وجود دارد که در آن تمام ردیف محفظه های تیغه¬ای به اتصالات EoR یا M iddle of Row مرتبط است. همانطور که در زیر نشان داده شده است .
اینها تنها طرحهای ممکن نیستند، بلکه تنها چند نمونه ساده هستند. از آنجا که معماری به نسبت مقیاس پذیری که دارد انعطاف پذیر است، بسیاری از امکانات دیگر نیز وجود دارد.
خلاصه ای از مزایای Unified computing system (نکات مثبت):
• طراحی فیزیکی "ToR" را تحت پوشش قرار می دهد.
• دارای فن آوری Fabric extender است. موارد کمتر برای مدیریت
• سیستم واحد محاسبه، unified fabric، و مدیریت درونی و متمرکز.
• به شدت مقیاس پذیر به عنوان یک سیستم واحد.
• بهینه سازی شده برای مجازی سازی
خلاصه ای از معایب سیستم محاسبه یکپارچه (UCS) (نکات منفی):
• UCS سیسکو هنوز در دسترس نیست :-( اطلاعات بیشتر را از نماینده سیسکو بخواهید.
• خبر جدیدتر: UCS سیسکو از ژوئن 2009 در دسترس بوده و به مشتریان ارسال شده است.
پیاده سازی طرح های دیتاسنتر به شکل "Pod"
انتخاب طرح های فیزیکی ToR یا EoR یک معامله همه یا هیچ نیست. یکی از چیزهایی که همه طرح های فوق در آن مشترک است این است که هر کدام به یک منطقه مشترک مجتمع با فیبرنوری پیوند دارند. منطقه مجتمع مشترک می تواند به این ترتیب منطقه pod EOR را بدون تفاوت با “ToR” pod خدمات دهد، به این ترتیب همانطور که دیتاسنتر بزرگتر می شود، امکان انعطاف پذیری را در انتخاب گزینه های طراحی ، Pod به Pod به وجود می¬آید. برخی از podها میتوانند از کابل کشی مسی EoR استفاده کنند، و بعضی دیگر از فیبر نوری ToR، و هر pod به منطقه مجتمع مشترک با فیبرنوری متصل میشود.
نتیجه
این مقاله بر اساس یک ارائه دقیق است که از ابتدا برای معرفی طرح های فیزیکی دیتاسنتر ها ، ToR در مقابل EoR بوده است. اگر می خواهید کل ارائه را به صورت یک به یک در مورد محیط خاص خود مشاهده کنید، لطفا با بخش فنی مهندسی سایت اتاق سرور دات کام تماس بگیرید و در خصوص طراحی دیتاسنتر ToR در برابر EoR اطلاعات تکمیلی را دریافت کنید !
ترجمه : مهندس علی علیمردانی
منبع : http://bradhedlund.com
Stay Informed
When you subscribe to the blog, we will send you an e-mail when there are new updates on the site so you wouldn't miss them.
نظرات