Мережева інфраструктура ЦОД стане гнучкішою
Віртуалізація
Віртуалізація дозволяє консолідувати сервери та підвищити коефіцієнт використання обладнання, але водночас збільшує архітектурну складність, створює нові проблеми управління мережами та може значно вплинути на мережевий трафік. До впровадження віртуалізації стійковий комутатор (top of rack, ToR) для стійок 19 міг обслуговувати трафік 20-35 серверів. При віртуалізації кожному сервері зазвичай працює 4-10 віртуальних машин. В результаті один комутатор ToR підтримує 80 - 350 додатків і стає значно більшою мірою схильним до пікового навантаження. Мережеву архітектуру потрібно проектувати так, щоб вона справлялася з цим піковим трафіком.
"Плоска мережа"
Міграція віртуальних машин на третьому мережному рівні не підтримується, тому виникає потреба у створенні "плоскої" мережі другого рівня. Така мережа стає простішою, дозволяє зменшити затримки. При її побудові часто використовуються лише комутатори ToR або EoR (end of row), які з'єднуються з комутаторами ядра мережі. В результаті знижуються капітальні витрати, з'являється можливість міграції ВМ у великій мережі.
TRILL
Щоб сприяти реалізації мереж другого рівня, запропоновано кілька протоколів, здатних замінити протокол SPT (Spanning Tree Protocol), який знижує пропускну спроможність та стає неефективним у великих мережах другого рівня. TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links) пропонує новий спосіб багатомаршутного балансування навантаження в мережах другого рівня та замінює SPT. Крім того, він унеможливлює резервування з'єднань для майбутнього використання.
У середовищі віртуалізації використовується такий підхід як програмні віртуальні комутатори, що працюють насервері та обслуговуючі мережеві з'єднання ВМ. Однак кожен такий комутатор - це мережний пристрій, і ним потрібно керувати, надавати мережеві політики. Розроблений IEEE стандарт EVB (Edge Virtual Bridging) націлений на вирішення проблем управління. EVB включає дві частини - VEPA і VN-Tag. VEPA (Virtual Ethernet Port Aggregator) дозволяє уникнути віртуальних комутаторів - всі функції передаються фізичному комутатору. Політики безпеки, мережевих з'єднань та управління трафіку задаються на рівні цього комутатора. При збільшенні числа ВМ зростає потреба в VEPA, оскільки програмні комутатори завантажують процесори серверів. Перенесення функцій віртуальних комутаторів на фізичні комутатори розвантажує сервери та спрощує забезпечення QoS, безпеки та інших параметрів у межах усієї мережної інфраструктури. На додаток до VEPA стандарт IEEE визначає також багатоканальний VEPA, що дозволяє визначати на рівні одного фізичного з'єднання Ethernet кілька віртуальних каналів і керувати ними. VN-Tag – розробка Cisco, альтернативна VEPA, – визначає додаткове поле заголовка кадру Ethernet для ідентифікації віртуальних інтерфейсів. Cisco вже реалізувала VN-Tag у деяких продуктах.
Міграція ВМ
При міграції віртуальних машин у віртуалізованому ЦОД мігрувати повинні також VLAN та профілі портів. Якщо здійснювати цей процес вручну, він сильно вплине на гнучкість центру даних. Проблему вирішує автоматизована міграція, коли адміністратору мережі не потрібно перепризначати VLAN та профілі портів вручну.
Конвергенція мереж
Конвергенція – ще одна важлива тенденція у мережах ЦОД. Вона допомагає об'єднати роздільні мережі LAN та SAN, а уніфікована комутація спрощує керування, дозволяєзаощадити на обладнанні, електроживленні та кабельній інфраструктурі. Її забезпечують три пов'язані один з одним протоколи - Fibre Channel over Ethernet (FCoE), Ethernet з удосконаленням у вигляді Data Center Bridging (DCB) та 40/100GB Ethernet. FCoE інкапсулює трафік Fibre Channel у Ethernet і дозволяє одному комутатору обслуговувати трафік серверів та систем зберігання. DCB перетворює Ethernet на протокол без втрат, придатний для трафіку FCoE. Стандарти FCoE та DCB повинні підтримуватися мережними платами та комутаторами ЦОД. Перехід на 40GB та 100GB Ethernet у конвергентних мережах ЦОД дозволить передавати величезні обсяги трафіку. У найближчому майбутньому сервери оснащуватимуться мережними картами 10GbE. Комутатори ToR потребують підтримки 40GB Ethernet для з'єднання з ядром мережі.
Деякі з перерахованих протоколів ще розробляються, проте саме вони визначатимуть архітектуру мереж ЦОД у майбутньому. Перспектива найближчих двох років – перехід на 10GbE. Потім у міру зниження цін відбудеться перехід на 40/100GbE. Упродовж поточного року очікується значне зниження цін за порт 10GbE. Мережеве середовище стане динамічною частиною віртуальної інфраструктури, що визначає майбутні зміни до ЦОДу.
За матеріалами видавництва "Відкриті системи".