Was ist eine Spine-Leaf-Architektur?
Was ist eine Spine-Leaf-Architektur?
Worin unterscheidet sich eine Spine-Leaf-Architektur von einem herkömmlichen Netzwerkdesign?
Netzwerke in Rechenzentren basierten üblicherweise auf einem Drei-Schichten-Modell:
- Access-Switches sind mit den Servern verbunden
- Aggregation- oder Distribution-Switches stellen redundante Verbindungen zu Access-Switches bereit
- Core-Switches bieten schnellen Transport zwischen Aggregation-Switches, die normalerweise eine redundante Verbindung für höhere Verfügbarkeit bieten
Grundsätzlich macht die Spine-Leaf-Architektur eine dieser Schichten überflüssig, wie in den folgenden Diagrammen dargestellt.
Andere häufige Unterschiede hinsichtlich Spine-Leaf-Architekturen sind außerdem Folgende:
- Der Verzicht auf das Spanning-Tree-Protokoll (STP)
- Zunehmender Gebrauch von Switches mit festen Ports statt modularer Modelle für das Netzwerk-Backbone
- Durch die höhere Zahl an Verbindungen gibt es mehr Verkabelung, die gekauft und gewartet werden muss
- Scale-Out- im Vergleich zu Scale-Up-Infrastruktur
Warum werden Spine-Leaf-Architekturen immer beliebter?
Angesichts der Verbreitung von Cloud- und Container-Infrastrukturen in modernen Rechenzentren nimmt der Ost-West-Verkehr weiter zu. Der Ost-West-Verkehr bewegt sich seitlich von Server zu Server. Diese Verlagerung wird hauptsächlich damit begründet, dass moderne Anwendungen Komponenten haben, die über mehrere Server oder VMs verteilt werden.
Optimierte Verkehrsströme mit niedriger Latenz sind bei Ost-West-Verkehr für die Leistung unbedingt erforderlich, besonders bei zeitkritischen oder datenintensiven Anwendungen. Eine Spine-Leaf-Architektur unterstützt dies, indem sichergestellt wird, dass der Verkehr immer die gleiche Anzahl an Hops zum nächsten Ziel benötigt; die Latenz ist damit niedriger und kalkulierbar.
Die Kapazität wird ebenfalls verbessert, da STP nicht mehr benötigt wird. STP ermöglicht zwar redundante Pfade zwischen zwei Switches, es kann jedoch niemals mehr als ein Pfad aktiv sein. So kommt es, dass Pfade häufig überzeichnet werden. Umgekehrt bauen Spine-Leaf-Architekturen auf Protokolle wie ECMP-Routing (Equal-Cost-Multipath-Routing), um den Verkehr auf allen verfügbaren Pfaden auszugleichen und gleichzeitig noch Netzwerk-Loops zu vermeiden.
Zusätzlich zu höherer Leistung, bietet die Spine-Leaf-Architektur bessere Skalierbarkeit. Es können weitere Spine-Switches hinzugefügt und mit jedem Leaf verbunden werden, wodurch die Kapazität noch weiter erhöht wird. Genauso können neue Leaf-Switches nahtlos eingefügt werden, wenn die Port-Dichte problematisch wird. In beiden Fällen muss für diese Ausbreitung der Infrastruktur („Scale-Out“) das Netzwerk nicht erst neu gestaltet werden und es entstehen dabei keine Ausfälle.
Eine Spine-Leaf-Architektur mit Aruba CX Switching entwickeln
Das Aruba CX Switching-Portfolio ist auf die immer neuen und komplexen Anforderungen einer modernen Rechenzentrumsumgebung ausgelegt, einschließlich Spine-Leaf-Strukturen. Aruba CX-Switches basieren auf einer verteilten, nicht blockierenden Architektur, die eine echte Wire-Speed-Leistung von 1 GbE bis 100 GbE liefert.
Aruba CX-Switches für Spine-Leaf-Strukturen beinhalten Folgendes:
- Aruba CX 6400: Ein modularer Switch mit 5 oder 10 Steckplätzen und einer Kapazität von bis zu 28 Tbit/s
- Aruba CX 8325: Ein 1 HE großer Switch mit einer Konnektivität von wahlweise 1/10/25/40/100 GbE, ideal für Leaf- oder Spine-Switches
- Aruba CX 8320: Ein 1 HE großer Leaf-Switch mit 10-GbE-Serverkonnektivität und Spine mit 40 GbE
- Aruba CX 8400: Ein modularer Switch mit einer Kapazität von bis zu 19,2 Tbit/s, ideal für Spine- und Leaf-Switches, die eine höhere Portdichte benötigen
Alle Aruba CX-Switches laufen mit AOS-CX, einem Cloud-nativen Betriebssystem, das die Verwaltung von Rechenzentrums-Netzwerken mithilfe von leistungsstarker Automatisierung, Analyse und Unterstützung für Live-Upgrades vereinfacht.
