Fachartikel

Seite 2 - Switching im Datacenter der Zukunft

Für mittelgroße Datacenter: Virtual Chassis mit Leaf-Spine-Architektur
Beim Einsatz in mittelgroßen Datacenter-Umgebungen stoßen klassische Virtual-Chassis-Systeme im Hinblick auf Portdichte und Performance mitunter an ihre Grenzen. Viele Hersteller bieten aber auch für diese anspruchsvolleren Szenarien inzwischen ausgereifte, einfach zu implementierende Systeme. Anders als beim einfachen Virtual Chassis werden die Switche dabei in einer wesentlich enger vermaschten Leaf-and-Spine-Architektur zusammengeführt, die den Aggregation-Layer in den Core- und Access-Layern auflöst und so eine wesentlich bessere Performance sicherstellt.

Exemplarisch sei auch hier auf Juniper Networks verwiesen, wo sich diese Lösung "Virtual Chassis Fabric" nennt. Das Rückgrat (Spine) des Netzwerks bilden dabei bis zu vier leistungsfähige QFX5100-Switche. Jeder dieser vier Switche wird über einen dedizierten Virtual Chassis-Port mit sämtlichen im VCF integrierten Leaf-Switchen (QFX5100oder EX4300) verbunden. Auf diese Weise kann jeder Leaf-Switch mit maximal zwei Hops jeden anderen Leaf-Switch erreichen, was innerhalb des Systems sehr ausgewogene, kurze Latenzen garantiert.

Angesichts des leistungsfähigeren Rückgrats und der höheren Zahl unterstützter Switche ist das VCF dem einfachen Virtual Chassis also sowohl im Hinblick auf die Performance als auch auf die Skalierbarkeit deutlich überlegen. Hinzu kommt die durch die Leaf-and-Spine-Architektur  wesentlich engere Vermaschung, die ein effizientes Routing über viele Hundert Ports hinweg ermöglicht – und diese Architekturen auch für den Einsatz in wesentlich anspruchsvolleren Umgebungen attraktiv macht.

Die High-End-Lösung: Sternförmige Fabric-Struktur
Auch großen Unternehmen und Rechenzentren steht heute die Option offen, ihre klassischen 3-Tier-Netzwerke in eine flache Any-to-Any-Architektur zu überführen. Angesichts der hohen Anforderungen an die Performance und Portdichte der Umgebung nutzen sie dafür in der Regel sternförmige High-End-Fabric-Infrastrukturen, in denen sich verteilte physikalische Switche wie ein einziges logisches System verhalten und auch so verwalten lassen.

Auch in einer solchen Fabric werden im Prinzip lediglich physikalische Switche (Nodes) in einem virtuellen Chassis gekoppelt. Angesichts der wesentlich anspruchsvolleren Use Cases kommen aber typischerweise ausschließlich High-End-Switche zum Einsatz. Diese werden über extrem leistungsfähige Backplanes verbunden und über dedizierte Management-Lösungen administriert.

Ein gutes Beispiel für eine solche Fabric-Architektur bietet Juniper mit der Lösung Fusion. Im Zusammenspiel erlauben es deren Komponenten den Datacenter-Betreibern, bis zu 128 Switche der QFX5100- oder EX4300-Serie zu einem virtuellen 1-Tier-Netzwerk mit bis zu 6.144 Ports zusammenzufassen. Die Portgeschwindigkeiten reichen von 1GbE über 10GbE bis zu 40GbE. Durch die sternförmige Vermaschung der Switche sind die Distanzen und die Latenzen zwischen zwei Ports in einer Fusion-Struktur stets exakt gleich – und die Verbindungsqualität entsprechend stabil.

Wichtig im Hinblick auf die Zukunftssicherheit: Über die praktisch unbegrenzte Skalierbarkeit hinaus unterstützen moderne Fabrics auch Standards wie Data Center Bridging sowie verschiedene FC- und FCoE-Protokolle und können somit sofort oder später für die Anbindung von Storage-Ressourcen eingesetzt werden. Hinzu kommt, dass die Systeme bereits weitgehend die Control- von der Data-Plane entkoppeln – und damit die Voraussetzungen für ein durchgängiges Software-Defined Networking (SDN) schaffen. Unternehmen stellen mit der Migration auf diese innovative Technologie somit die Weichen für einen überaus zuverlässigen und langfristig sicheren Datacenter-Betrieb.

Fazit
Die Anforderungen an das Networking im Datacenter ändern sich rasant. Aktuell bereitet den IT-Verantwortlichen vor allem die Zunahme des Ost-West-Traffics Kopfzerbrechen. Unternehmen jeder Größe können heute aber auf eine breite Palette leistungsfähiger Virtual Chassis- und Fabric-Lösungen renommierter Netzwerkhersteller zugreifen, um die Komplexität ihrer Netzwerke zu beherrschen, die Performance auf Layer 2 und 3 zu verbessern und die Weichen für künftige Entwicklungen wie SDN und SDDC zu stellen.

Angesichts der relativ komplexen Implementierung der Lösungen kann es für Systemintegratoren aber durchaus sinnvoll sein, bei ihren ersten Projekten in diesem Umfeld Technikexperten aus der Value Added Distribution hinzuzuziehen. Auf diese Weise profitieren sie vom umfassenden Know-how eines erfahrenen Partners, ohne sich darum sorgen zu müssen, von diesem aus dem Projekt verdrängt zu werden.

   
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11.11.2015/ln/Joern Kraus, Senior System Engineer bei Westcon Security

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