Bulut hyzmatlarynyň zerurlyklaryny kanagatlandyrmak üçin, tor kem-kemden Underlay we Overlay-a bölünýär. Underlay ulgamy däp bolan maglumat merkezinde marşrutlaşdyrma we kommutasiýa ýaly fiziki enjamlar bolup, ol durnuklylyk düşünjesine ynanýar we ygtybarly tor maglumatlaryny geçirmek mümkinçiliklerini üpjün edýär. Overlay, ulanyjylara ulanmak aňsat tor hyzmatlaryny hödürlemek üçin, hyzmata has ýakyn, VXLAN ýa-da GRE protokoly arkaly onuň üstünde ýerleşdirilen iş ulgamydyr. Underlay ulgamy we Ooverlay ulgamy baglanyşykly we aýrylandyr, olar biri-biri bilen baglanyşyklydyr we garaşsyz ösüp bilýärler.
Underlay ulgamy ulgamyň esasyny düzýär. Eger underlay ulgamy durnuksyz bolsa, kärhana üçin SLA bolmaýar. Üç gatly ulgam arhitekturasyndan we Fat-Tree ulgam arhitekturasyndan soň, maglumat merkeziniň ulgam arhitekturasy Spine-Leaf gurluşyna geçýär, bu bolsa CLOS ulgam modeliniň üçünji ulanylyşyny başlatdy.
Adaty Maglumat merkezi tor arhitekturasy
Üç gatlakly dizaýn
2004-nji ýyldan 2007-nji ýyla çenli üç derejeli tor arhitekturasy maglumat merkezlerinde örän meşhurdy. Onuň üç gatlagy bar: esasy gatlak (toruň ýokary tizlikli kommutasiýa esasy), agregasiýa gatlagy (syýasat esasynda baglanyşygy üpjün edýär) we giriş gatlagy (iş stansiýalaryny tora birikdirýär). Model aşakdaky ýaly:
Üç gatly tor arhitekturasy
Esasy gatlak: Esasy kommutatorlar maglumat merkezine we ondan paketleriň ýokary tizlikli iberilmegini, köp sanly agregasiýa gatlaklaryna baglanyşygy we adatça tutuş ulgama hyzmat edýän durnukly L3 marşrutlaşdyrma ulgamyny üpjün edýär.
Agregasiýa gatlagy: Agregasiýa açary giriş açaryna birikýär we otwelwer, SSL ýüklemesi, çozuşlary anyklamak, tor seljermesi we ş.m. ýaly beýleki hyzmatlary hödürleýär.
Giriş gatlagy: Giriş açarlary adatça Rafyň ýokarsynda ýerleşýär, şonuň üçin olara ToR (Rafyň ýokarky bölegi) açarlary hem diýilýär we olar fiziki taýdan serwerlere birikdirilýär.
Adatça, agregasiýa açary L2 we L3 torlarynyň arasyndaky bölüji nokadydyr: L2 tor agregasiýa açarynyň aşagynda, L3 tor bolsa ýokarda ýerleşýär. Agregasiýa açarlarynyň her topary Eltip beriş nokadyny (POD) dolandyrýar we her POD garaşsyz VLAN tordyr.
Tor aýlawy we Spanning Tree protokoly
Döngeleriň emele gelmegi, esasan, düşnüksiz maksatly ýollar sebäpli dörän bulaşyklykdan ýüze çykýar. Ulanyjylar torlary guranda, ygtybarlylygy üpjün etmek üçin, adatça artykmaç enjamlary we artykmaç baglanyşyklary ulanýarlar, şonuň üçin döngeler hökman emele gelýär. 2-nji gatlakdaky ulgam şol bir ýaýlym ulgamynda ýerleşýär we ýaýlym paketleri döngede gaýta-gaýta iberilýär we ýaýlym tupanyny emele getirýär, bu bolsa portlaryň bloklanmagyna we enjamlaryň bir pursatda ysmazlygyna sebäp bolup biler. Şonuň üçin ýaýlym tupanlarynyň öňüni almak üçin döngeleriň emele gelmeginiň öňüni almak zerurdyr.
Döngeleriň döremeginiň öňüni almak we ygtybarlylygy üpjün etmek üçin, diňe artykmaç enjamlary we artykmaç baglanyşyklary ätiýaçlyk enjamlara we ätiýaçlyk baglanyşyklara öwürmek mümkin. Ýagny, artykmaç enjam portlary we baglanyşyklary adaty ýagdaýlarda bloklanýar we maglumat paketlerini ugratmaga gatnaşmaýar. Diňe häzirki ugratýan enjam, port, baglanyşyk näsazlygy ýüze çykanda, netijede toruň dykylmagy, artykmaç enjam portlary we baglanyşyklary açylar, şonuň üçin tor kadaly ýagdaýa gaýdyp bilner. Bu awtomatiki dolandyryş Spanning Tree Protocol (STP) tarapyndan amala aşyrylýar.
Giňelýän agaç protokoly giriş gatlagy bilen siňýän gatlagyň arasynda işleýär we onuň esasynda her bir STP-e esaslanýan köprüde işleýän giňelýän agaç algoritmi ýerleşýär, ol artykmaç ýollaryň barlygynda köprüleriň baglanyşynyň öňüni almak üçin ýörite işlenip düzüldi. STP habarlary ibermek üçin iň gowy maglumat ýoluny saýlaýar we giňelýän agajyň bir bölegi bolmadyk baglanyşyklara rugsat bermeýär, islendik iki tor düwüniniň arasynda diňe bir işjeň ýol galdyrýar we beýleki ýokary baglanyşyk blokirlener.
STP-niň köp artykmaçlyklary bar: ol ýönekeý, birikdirip bolýar we örän az konfigurasiýany talap edýär. Her poddaky maşynlar birmeňzeş VLAN-a degişlidir, şonuň üçin serwer IP salgysyny we şlýuzyny üýtgetmezden, ýerleşýän ýeri poddaky islendik ýagdaýda göçürip bilýär.
Şeýle-de bolsa, parallel ugratma ýollaryny STP ulanyp bilmeýär, bu bolsa VLAN-yň içinde artykmaç ýollary hemişe öçürýär. STP-niň kemçilikleri:
1. Topologiýanyň haýal konwergensiýasy. Tor topologiýasy üýtgeýän mahaly, ýaýran agaç protokoly topologiýanyň konwergensiýasyny tamamlamak üçin 50-52 sekunt gerek bolýar.
2, ýük deňleşdiriş funksiýasyny üpjün edip bilmeýär. Torda aýlaw bolanda, ýaýran agaç protokoly diňe aýlawy bloklap bilýär, şonuň üçin baglanyşyk maglumat paketlerini iberip bilmeýär we tor resurslaryny sowýar.
Wirtuallaşdyrma we Gündogar-Günbatar gatnawynyň kynçylyklary
2010-njy ýyldan soň, kompýuter we saklaýyş serişdeleriniň ulanylyşyny gowulandyrmak maksady bilen, maglumat merkezleri wirtuallaşdyrma tehnologiýasyny ulanmaga başladylar we torda köp sanly wirtual maşynlar peýda bolup başlady. Wirtual tehnologiýa serweri köp sanly logiki serwerlere öwürýär, her bir wirtual maşyn garaşsyz işläp bilýär, öz OS, APP, öz garaşsyz MAC salgysy we IP salgysy bar we olar serweriň içindäki wirtual açar (vSwitch) arkaly daşarky obýekte baglanýarlar.
Wirtualizasiýa goşmaça talaplara eýedir: wirtual maşynlaryň göni göçmegi, wirtual maşynlardaky hyzmatlaryň kadaly işlemegini üpjün edip, wirtual maşynlar ulgamyny bir fiziki serwerden beýleki serwere geçirmek mümkinçiligi. Bu proses ahyrky ulanyjylar üçin duýgur däl, administratorlar ulanyjylaryň kadaly ulanylyşyna täsir etmezden serwer serişdelerini çeýe paýlap ýa-da fiziki serwerleri abatlap we täzeläp bilerler.
Migrasiýa wagtynda hyzmatyň kesilmezligini üpjün etmek üçin, diňe bir wirtual maşynyň IP salgysynyň üýtgedilmezligi däl, eýsem migrasiýa wagtynda wirtual maşynyň işleýän ýagdaýynyň (meselem, TCP sessiýa ýagdaýy) hem saklanmagy talap edilýär, şonuň üçin wirtual maşynyň dinamiki migrasiýasy diňe şol bir 2-nji gatlak domeninde amala aşyrylyp bilner, ýöne 2-nji gatlak domeniniň migrasiýasynyň üsti bilen amala aşyrylyp bilinmez. Bu bolsa giriş gatlagyndan esasy gatlaga has uly L2 domenlerine zerurlygy döredýär.
Adaty uly gatlakly 2-nji tor arhitekturasynda L2 we L3 arasyndaky bölüji nokady esasy açarda ýerleşýär we esasy açaryň aşagyndaky maglumat merkezi doly ýaýlym domeni, ýagny L2 tordyr. Şeýlelik bilen, ol enjam ýerleşdirilişiniň we ýerleşýän ýeriň göçürilmeginiň özbaşdaklygyny amala aşyryp biler we IP we şlýuz konfigurasiýasyny üýtgetmegiň zerurlygy ýok. Dürli L2 torlary (VLAN) esasy açarlar arkaly gönükdirilýär. Şeýle-de bolsa, bu arhitekturanyň aşagyndaky esasy açar uly MAC we ARP tablisasyny saklamaly, bu bolsa esasy açaryň ukybyna ýokary talaplary öňe sürýär. Mundan başga-da, Giriş açary (TOR) tutuş toruň möçberini hem çäklendirýär. Bularyň hemmesi ahyrsoňy toruň möçberini, toruň giňelmegini we elastik ukybyny çäklendirýär, meýilnamalaşdyrmagyň üç gatlagyndaky gijikdiriş meselesi geljekki işewürligiň zerurlyklaryny kanagatlandyryp bilmeýär.
Beýleki tarapdan, wirtuallaşdyrma tehnologiýasynyň getirýän gündogar-günbatar trafiki däp bolan üç gatly ulgama hem kynçylyklary döredýär. Maglumat merkezi trafikini aşakdaky kategoriýalara bölmek mümkin:
Demirgazyk-günorta gatnaw:Maglumat merkeziniň daşyndaky müşderiler bilen maglumat merkeziniň serweriniň arasyndaky trafik ýa-da maglumat merkeziniň serwerinden Internete trafik.
Gündogar-günbatar gatnawy:Maglumat merkeziniň içinde serwerleriň arasyndaky trafik, şeýle hem dürli maglumat merkezleriniň arasyndaky trafik, mysal üçin maglumat merkezleriniň arasyndaky betbagtçylykdan soň dikeldiş, hususy we umumy bulutlaryň arasyndaky aragatnaşyk.
Wirtuallaşdyrma tehnologiýasynyň ornaşdyrylmagy programmalaryň ýerleşdirilmegini has köp we has köp ýaýradýar we "goşmaça täsiri" gündogar-günbatar gatnawynyň artmagydyr.
Adaty üç gatly arhitekturalar, adatça, Demirgazyk-Günorta gatnawy üçin niýetlenendir.Gündogar-günbatar gatnawlary üçin ulanylyp bilinse-de, ahyrsoňy zerur bolan ýaly işlemegini bes edip biler.
Adaty üç gatly arhitektura bilen Omurga-Ýaprak arhitekturasynyň arasyndaky tapawut
Üç derejeli arhitekturada gündogar-günbatar trafiki agregasiýa we esasy gatlaklardaky enjamlar arkaly iberilmelidir. Bu bolsa gereksiz ýagdaýda köp düwünlerden geçýär. (Server -> Access -> Aggregasiýa -> Esasy Geçiş -> Aggregasiýa -> Access Geçiş -> Server)
Şonuň üçin, eger gündogar-günbatar trafikiniň uly möçberi däp bolan üç derejeli tor arhitekturasy arkaly amala aşyrylsa, şol bir kommutator portuna birikdirilen enjamlar geçirijilik üçin bäsleşip bilerler, bu bolsa ahyrky ulanyjylaryň jogap beriş wagtynyň pes bolmagyna sebäp bolýar.
Adaty üç gatly tor arhitekturasynyň kemçilikleri
Adaty üç gatly tor arhitekturasynyň köp kemçilikleriniň bardygyny görmek bolýar:
Geçiş zolagynyň ýitgisi:Döngäniň öňüni almak üçin, STP protokoly adatça agregasiýa gatlagy bilen giriş gatlagynyň arasynda işleýär, şonuň üçin giriş açarynyň diňe bir ýokarky baglanyşygy hakykatdanam trafik geçirýär, beýleki ýokarky baglanyşyklar bolsa blokirlenýär, bu bolsa geçirijilik ukybynyň ýitmegine getirýär.
Uly möçberli tor ýerleşdirmekde kynçylyk:Tor ölçegleriniň giňelmegi bilen, maglumat merkezleri dürli geografik ýerlerde paýlanylýar, wirtual maşynlar döredilmeli we islendik ýere göçürilmeli, şeýle hem olaryň IP adresleri we şlüzleri ýaly tor atributlary üýtgewsiz galýar, bu bolsa 2-nji gatlagyň goldawyny talap edýär. Adaty gurluşda göçüriş amala aşyrylyp bilinmeýär.
Gündogar-Günbatar gatnawynyň ýetmezçiligi:Üç derejeli tor arhitekturasy, esasan, Demirgazyk-Günorta gatnawy üçin niýetlenen, emma ol gündogar-günbatar gatnawy hem goldaýar, ýöne kemçilikleri aýdyňdyr. Gündogar-günbatar gatnawy uly bolanda, agregasiýa gatlagyna we esasy gatlak açarlaryna basyş ep-esli artar we toruň ölçegi we öndürijiligi agregasiýa gatlagy we esasy gatlak bilen çäklener.
Bu bolsa kärhanalaryň çykdajy we ölçekleniş meselesine düşmegine sebäp bolýar:Giň möçberli ýokary öndürijilikli torlary goldamak üçin köp sanly konwergensiýa gatlagy we esasy gatlak enjamlary gerek bolýar, bu bolsa kärhanalara ýokary çykdajylar getirmän, eýsem tor gurlanda toruň öňünden meýilleşdirilmegini hem talap edýär. Toruň möçberi kiçi bolanda, bu serişdeleriň ýitgisine sebäp bolar we toruň möçberi giňelmegini dowam etdirende, ony giňeltmek kyn bolýar.
Omurga-Ýaprak Torunyň Arhitekturasy
Spine-Leaf tor arhitekturasy näme?
Ýokardaky meselelere jogap hökmünde,"Spine-Leaf" tor arhitekturasynyň täze maglumat merkeziniň dizaýny peýda boldy, biz ony "leaf ridge network" diýip atlandyrýarys.
Adyndan görnüşi ýaly, arhitekturada süňňi açarlary we ýaprak açarlaryny öz içine alýan Sütün gatlagy we Ýaprak gatlagy bar.
Omurga-Ýaprak Arhitekturasy
Her bir ýaprak açary biri-birine gönüden-göni baglanyşykly bolmadyk ähli gyra açarlaryna birikdirilip, doly tor topologiýasyny emele getirýär.
"spine-and-leaf"-da bir serwerden beýleki serwere birikme şol bir sanda enjamdan geçýär (Server -> Leaf -> Spine Switch -> Leaf Switch -> Server), bu bolsa öňünden çaklap boljak gijikmäni üpjün edýär. Sebäbi paketiň barmaly ýere ýetmek üçin diňe bir spine we başga bir ýaprakdan geçmegi ýeterlik.
Spine-Leaf nähili işleýär?
Ýaprak açary: Ol däp bolan üç derejeli arhitekturadaky giriş açaryna deňdir we fiziki serwere gönüden-göni TOR (Top Of Rack) hökmünde birikýär. Giriş açary bilen tapawudy, L2/L3 ulgamynyň serhet nokadynyň indi Leaf açarynda bolmagydyr. Leaf açary 3 gatlakly ulgamyň üstünde, Leaf açary bolsa garaşsyz L2 ýaýlym domeniniň aşagynda ýerleşýär, bu bolsa uly 2 gatlakly ulgamyň BUM meselesini çözýär. Eger iki Leaf serweri aragatnaşyk saklamaly bolsa, olar L3 marşrutlaşdyrmasyny ulanmaly we ony Spine açary arkaly ibermeli.
Spine Switch: Esasy açara deňdir. ECMP (Deň Bahaly Köp Ýol) Spine we Leaf açarlarynyň arasynda köp ýoly dinamiki saýlamak üçin ulanylýar. Tapawut, Spine indi Leaf açary üçin diňe çeýe L3 marşrutlaşdyrma ulgamyny üpjün edýär, şonuň üçin maglumat merkeziniň demirgazyk-günorta gatnawy gönüden-göni däl-de, Spine açaryndan gönükdirilip bilner. Demirgazyk-günorta gatnawy Leaf açaryna parallel gyra açaryndan WAN routerine gönükdirilip bilner.
Spine/Leaf tor arhitekturasy bilen däp bolan üç gatly tor arhitekturasynyň deňeşdirmesi
Omurga ýapragynyň artykmaçlyklary
Tekiz:Tekiz dizaýn serwerleriň arasyndaky aragatnaşyk ýoluny gysgaldyrýar, netijede gijikme azalýar, bu bolsa programmanyň we hyzmatyň işini ep-esli gowulandyryp biler.
Gowy ölçekleniş mümkinçiligi:Geçiş zolagy ýeterlik bolmadyk mahaly, ridge açarlarynyň sanyny köpeltmek geçirijilik zolagyny keseligine uzaldyp biler. Serwerleriň sany köp bolanda, port dykyzlygy ýeterlik bolmadyk ýagdaýynda ýaprak açarlaryny goşup bileris.
Çykdajylaryň azaldylmagy: Demirgazyk we günorta ugurlar boýunça gatnawlar, ýaprak düwünlerinden çykýan ýa-da gerş düwünlerinden çykýan. Gündogar-günbatar akymy, köp ýol boýunça paýlanan. Şeýlelik bilen, ýaprak gerş ulgamy gymmat modul açarlaryna mätäçlik duýmazdan, üýtgewsiz konfigurasiýa açarlaryny ulanyp, soňra çykdajylary azaldyp biler.
Pes gijikme we dykylmanyň öňüni almak:Leaf ridge ulgamyndaky maglumat akymlary çeşmesine we menziline garamazdan, ulgam boýunça deň derejede böküşlere eýedir we islendik iki serwer Leaf - >Spin - >Leaf üç böküşli bolup, biri-birinden elýeterlidir. Bu has göni trafik ýoluny döredýär, bu bolsa öndürijiligi ýokarlandyrýar we päsgelçilikleri azaldýar.
Ýokary howpsuzlyk we elýeterlilik:STP protokoly däp bolan üç derejeli tor arhitekturasynda ulanylýar we enjam näsaz bolanda, ol gaýtadan birleşýär we toruň işine ýa-da hatda näsazlygyna täsir edýär. Ýaprak-ridge arhitekturasynda, enjam näsaz bolanda, gaýtadan birleşmäge zerurlyk ýok we trafik beýleki adaty ýollardan geçmegini dowam etdirýär. Tor baglanyşygyna täsir edilmeýär we geçirijilik ukyby diňe bir ýol bilen azalýar, bu bolsa öndürijilige az täsir edýär.
ECMP arkaly ýük deňleşdirmesi SDN ýaly merkezi tor dolandyryş platformalarynyň ulanylýan gurşawlary üçin gowy amatlydyr. SDN blokirleme ýa-da baglanyşyk bozulmagy ýagdaýynda trafikiň konfigurasiýasyny, dolandyrylmagyny we täzeden gönükdirilmegini ýönekeýleşdirmäge mümkinçilik berýär, bu bolsa intellektual ýük deňleşdiriji doly tor topologiýasyny konfigurirlemegiň we dolandyrmagyň deňeşdirme boýunça ýönekeý usulyna öwürýär.
Şeýle-de bolsa, Spine-Leaf arhitekturasynyň käbir çäklendirmeleri bar:
Bir kemçilik, kommutatorlaryň sanynyň toruň ululygyny artdyrmagydyr. Ýaprak ridge tor arhitekturasynyň maglumat merkezi kommutatorlary we tor enjamlaryny müşderileriň sanyna laýyklykda köpeltmeli. Hostlaryň sany köpelende, ridge kommutatoryna ýokary baglanyşyk üçin köp sanly ýaprak kommutatorlary gerek bolýar.
Gyra we ýaprak açarlarynyň gönüden-göni özara baglanyşygy deňleşdirmegi talap edýär we umuman, ýaprak we ýaprak açarlarynyň arasyndaky makul zolak gatnaşygy 3:1-den geçmeli däldir.
Mysal üçin, umumy port kuwwaty 480Gb/s bolan ýaprak açarynda 48 sany 10Gbps tizlikli klient bar. Her ýaprak açarynyň dört sany 40G ýokary aragatnaşyk porty 40G ridge açaryna birikdirilen bolsa, onuň ýokary aragatnaşyk kuwwaty 160Gb/s bolar. Gatnaşyk 480:160 ýa-da 3:1. Maglumat merkeziniň ýokary aragatnaşyklary adatça 40G ýa-da 100G bolýar we wagtyň geçmegi bilen 40G başlangyç nokadyndan (Nx 40G) 100G-a (Nx 100G) geçirip bolýar. Port baglanyşygyny ýapmazlyk üçin ýokary aragatnaşyk hemişe aşaky aragatnaşykdan has çalt işlemelidigini bellemek möhümdir.
Spine-Leaf ulgamlarynyň hem sim geçirijileriniň anyk talaplary bar. Her bir ýaprak düwüni her bir süňňül açaryna birikdirilmelidigi sebäpli, has köp mis ýa-da süýümli optik kabelleri çekmeli bolýarys. Özara birikdiriliş aralygy çykdajylary ýokarlandyrýar. Birikdirilen açarlaryň arasyndaky aralyga baglylykda, Spine-Leaf arhitekturasy tarapyndan talap edilýän ýokary derejeli optiki modullaryň sany däp bolan üç derejeli arhitekturadan onlarça esse ýokarydyr, bu bolsa umumy ýerleşdiriş çykdajylaryny ýokarlandyrýar. Şeýle-de bolsa, bu optiki modul bazarynyň, esasanam 100G we 400G ýaly ýokary tizlikli optiki modullar üçin ösmegine getirdi.
Ýerleşdirilen wagty: 2026-njy ýylyň 26-njy ýanwary
