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为企业设计脊叶架构的网络

一周一故事工作室 | 魔方村 | mf.netgear.cn

老王所在的公司最近要搬到新办公楼上班了,作为信息部主任的他,还在为新办公楼设计一个高可靠、高性能、且稳定性要好的网络而烦恼,真是“鸭梨山大”,这不还在加班加点写方案建议书呢!

 

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这个是我最近半个月时间针对我公司新办公楼的网络中心设计出来的方案,老司机帮忙看下,并给点建议吧!!!

他递过来的方案书有几十页厚,仔细看了一下,目录、拓扑依旧是那熟悉的面孔,还是传统成熟的拓扑设计,核心层---汇聚层---接入层 ,非常典型的三层网络架构:

这样传统的网络拓扑结构,即使成熟,但它的瓶颈也不断涌现,从物理连接上,一台接入交换机会通过两条链路与核心层的两台交换机互连。但在逻辑通路上,由于有 Spanning Tree 协议的存在,有一半的链路是冗余的,为了备份而存在,因此性能瓶颈和网络利用率的问题,是这个拓扑结构的短板。

 

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老司机,我这半个月辛辛苦苦设计出来的方案你说出这么多缺点,否定了我这个方案,而且现场的布线架构都布置好了,如果重新设计方案,这可是个大工程......且涉及到钱、钱、钱!!!

hold住,hold,hold住!!!

你本身的网络设计从结构上其实很合理的,但从你公司网络中心的主要设备及应用,有十几台服务器及存储设备,且设备的性能高,标准配置了10G接口,应用虚拟化技术运行各种应用。所以按上图网络拓扑设计,连接在最左边接入交换机的服务器,要跟连接在最右边的接入交换的服务器通信,由于STP将部分链路block了,那么其通信路径需要从接入至汇聚至核心,再回到汇聚、接入。这并非最高效的路径,而且还导致了更高的延迟、浪费了更多的带宽。现今商业数据中心的应用类型正在发生改变,其流量模型也在发生变化,更多的是内部交换数据,如服务器与服务器之间,服务器与存储之间。典型的应用如多台虚拟化服务器之间进行集群,多台存储进行Scale-Out等,都需要整个数据中心能够提供高性能、高可靠的内部交换。如果企业内部多几十、几百台服务器进行集群,最想避免的事情,就是无法预估的延迟和带宽。即使你购买了超强的服务器,但是互相之间沟通的渠道——网络效率不高的话,那么也是浪费。

听你这么说,是很有道理,有什么好的方案来解决眼前这个方案设计的短板?

NETGEAR九宫格方案设计中,有个压轴方案为双脊四叶数据中心,就是Leaf And Spine脊叶架构,建议你们办公楼的网络中心的架构可采用。

Leaf And Spine脊叶架构原本是应用于数据中心的技术,NETGEAR的创新,是将其带到商业网络中来,使商业用户也能使用数据中心的高可用、高性能架构。这就像企业组织架构,多层次企业组织架构的效率总比不上扁平化组织架构。那么如何从3层架构,转变到分布式核心架构?这就是我们要说的脊叶架构:Spine And LeafSpine()交换机和Leaf(叶)交换机是脊叶架构的2个主要组件。可以把脊交换机当作3层架构里面的核心交换机,只是,这里的脊交换机不再是3层架构中的大型机箱式交换机,而是高端口密度的10G交换机即可。而叶交换机就是接入层。叶交换机提供网络连接给终端、服务器,同时上联给脊交换机。那么重点来了,每一台叶交换机都连接到每一台脊交换机。如下图所示:

 

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这么做的意义,就是无论服务器连接到哪台接入交换机,当它跟其他交换机通信的时候,其走的路径所经过的设备数都是一样的,除非两台服务器在同一台叶交换机。这样,在降低网络延迟的同时,其延迟值也可以预估得到。

典型的脊叶架构部署,需要众多脊交换机和叶交换机,如上图的部署基本可以说明此架构的部署方法。其奇妙的地方是,与其将压力集中在几台核心层机箱式交换机,不如将所有负载均衡分担给所有脊交换机。Leaf And Spine脊叶架构原本是应用于数据中心的技术,将其带到商业网络中来,使商业用户也能使用数据中心的高可用、高性能架构。通过将叶交换机和脊交换机堆叠在一起,实现最高可用的架构、最高可用的带宽和最低的延迟。

Leaf And Spine脊叶架构实现价值:

脊叶架构,将传统网络化繁为简,简化网络结构及配置,高密度万兆光纤和10GBase-T接入,提高网络的高可靠性和设备的利用率,最大化的利用和收敛时间,且整个网络数据中心是可用性和可维护性,真正实现零线路故障、零设备故障、零服务器故障的网络。

 

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NETGEAR M4300也是世界首款 1G 10G 虚拟机箱平台,配有专为中等企业接入和 SMB 核心部署而设计的 10G 堆叠功能。 M4300 系列提供 24x1G 48x10G 之间多种规格,适用于统一有线和无线网络的弹性、叶脊、边缘到核心连接功能。M4300 功能灵活,可实现万兆和千兆机型之间的混合堆叠,使用支持任何介质类型(RJ45SFP+DAC 电缆)的任何 10G 端口。能在机架顶端1U高度实现冗余部署,且拥有两个背板。

 

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