O que é uma arquitetura spine-leaf?

O que é uma arquitetura spine-leaf?

Uma arquitetura spine-leaf é a topologia de rede de data center que consiste em duas camadas de comutação - uma “spine” e uma “leaf”. A camada “leaf” consiste em switches de acesso que agregam tráfego de servidores e se conectam diretamente ao “spine” ou núcleo da rede. Os switches do “spine” interconectam todos os switches “leaf” em uma topologia completa de malha.

Qual é a diferença entre a arquitetura spine-leaf e os projetos de rede tradicionais?

Tradicionalmente, as redes de data center eram baseadas em um modelo de três níveis:

  1. Os switches de acesso são conectados aos servidores
  2. Os switches de agregação ou distribuição fornecem conexões redundantes para acessar os switches
  3. Os switches de núcleo fornecem transporte rápido entre os switches de agregação, normalmente conectados em um par redundante para alta disponibilidade

No nível mais básico, uma arquitetura spine-leaf recolhe um desses níveis, conforme ilustrado nesses diagramas.

Outras diferenças comuns nas topologias spine-leaf incluem:

  • A remoção do Spanning Tree Protocol (STP)
  • Aumento no uso de switches de porta fixa sobre modelos modulares para o backbone da rede
  • Mais cabeamento para comprar e gerenciar, dada a contagem maior de interconexões
  • Uma escalabilidade vertical versus horizontal da infraestrutura

Comparação lado a lado da arquitetura tradicional de 3 camadas com a arquitetura spine-leaf de 2 camadas

Por que as arquiteturas spine-leaf estão se tornando mais populares?

Considerando a prevalência da nuvem e infraestrutura em contêiner nos data centers modernos, o tráfego leste-oeste continua aumentando. O tráfego leste-oeste se move lateralmente, de servidor para servidor. Essa mudança é explicada principalmente por aplicativos modernos com componentes distribuídos por mais servidores ou VMs.

Com o tráfego leste-oeste, os fluxos de tráfego otimizados de baixa latência são essenciais para o desempenho, especialmente para aplicativos sensíveis ao tempo ou com grande consumo de dados. Uma arquitetura spine-leaf ajuda a garantir que o tráfego tenha sempre o mesmo número de saltos do próximo destino, para que a latência seja mais baixa e previsível.

A capacidade também melhora porque o STP não é mais necessário. Embora o STP permita caminhos redundantes entre dois switches, apenas um pode estar ativo a qualquer momento. Como resultado, os caminhos geralmente ficam sobrecarregados. Por outro lado, as arquiteturas spine-leaf contam com protocolos como o roteamento ECC (Equal-Cost Multipath) para realizar o balanceamento de carga no tráfego em todos os caminhos disponíveis e ainda impedir os loops de rede.

Além do maior desempenho, as topologias spine-leaf fornecem melhor escalabilidade. Outros switches spine podem ser adicionados e conectados a cada leaf, aumentando a capacidade. Da mesma forma, novos switches leaf podem ser inseridos sem problemas, quando a densidade da porta se tornar um problema. Em ambos os casos, essa “escalabilidade horizontal” da infraestrutura não exige uma nova arquitetura da rede e não há tempo de inatividade.

Criação de uma arquitetura spine-leaf com o switching Aruba CX

O portfólio de switching Aruba CX foi criado para as demandas complexas e evolutivas dos ambientes modernos de data center, incluindo as estruturas spine-leaf. Os switches Aruba CX são baseados em uma arquitetura distribuída e sem bloqueio, que oferece um desempenho de velocidade com fio real de 1GbE a 100GbE.

Os switches Aruba CX para estruturas spine-leaf incluem:

  • Aruba CX 6400: um switch modular de 5 ou 10 slots com capacidade de até 28Tbps
  • Aruba CX 8325: um switch de 1U com conectividade 1/10/25/40/100GbE ideal switches leaf ou spine
  • Aruba CX 8320: um switch leaf de 1U com 10 GbE de conectividade do servidor e 40 GbE para o spine
  • Aruba CX 8400: um switch modular com capacidade de até 19,2 Tbps, ideal para switches spine e leaf em que é necessária maior densidade de porta

Todos os switches Aruba CX contam com o AOS-CX, um sistema operacional nativo da nuvem que simplifica o gerenciamento de redes de data center, com automação, análise e suporte eficazes para atualizações em tempo real.

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