Qu’est-ce qu’une architecture Leaf-Spine ?

Qu’est-ce qu’une architecture Leaf-Spine ?

Une architecture Leaf-Spine est une topologie de réseau de datacenters qui consiste en deux niveaux composés de commutateurs « feuilles » (Leaf) et de commutateurs « troncs » (Spine). Le niveau Leaf est constitué de commutateurs d’accès qui regroupent le trafic des serveurs et se connectent directement au Spine ou au cœur du réseau. Les commutateurs Spine interconnectent tous les commutateurs Leaf dans une topologie à maillage complet.

En quoi une architecture Leaf-Spine diffère-t-elle des conceptions traditionnelles de réseaux ?

Généralement, les réseaux de datacenters se basaient sur un modèle à trois niveaux :

  1. des commutateurs d’accès qui se connectent aux serveurs ;
  2. des commutateurs d’agrégation ou de distribution qui fournissent des connexions redondantes aux commutateurs d’accès ;
  3. des commutateurs centraux qui assurent un transport rapide entre les commutateurs d’agrégation, généralement connectés en paire redondante pour offrir une haute disponibilité.

Au niveau le plus élémentaire, une architecture Leaf-Spine détruit l’un de ces niveaux, comme le montrent ces diagrammes.

D’autres différences communes dans la topologie Leaf-Spine comprennent :

  • la suppression du protocole SPT (Spanning Tree Protocol) ;
  • une utilisation accrue des commutateurs à port fixe par rapport aux modèles modulaires pour le pilier du réseau ;
  • plus de câbles à acheter et à gérer, compte tenu du nombre plus élevé d’interconnexions ;
  • un scale-out contre un scale-up des infrastructures.

Comparaison en parallèle d’une architecture traditionnelle à 3 niveaux et d’une architecture Leaf-Spine à 2 niveaux

Pourquoi les architectures Spine-Leaf sont-elles de plus en plus populaires ?

Compte tenu de la prévalence des infrastructures cloud et conteneurisées dans les datacenters modernes, le trafic est-ouest continue d’augmenter. Le trafic est-ouest se déplace latéralement, de serveur à serveur. Ce déplacement s’explique principalement par le fait que les applications modernes possèdent des composants qui sont répartis sur un plus grand nombre de serveurs ou de machines virtuelles.

Dans le cas du trafic est-ouest, il est impératif d’avoir un faible temps de latence et d’optimiser les flux de trafic pour assurer la performance, en particulier pour les applications sensibles au temps de réponse ou à forte intensité de données. Une architecture Leaf-Spine permet de garantir que le trafic contient toujours le même nombre de sauts (hops) vers sa prochaine destination, de sorte que la latence est plus faible et prévisible.

La capacité est également améliorée étant donné que le protocole STP n’est plus nécessaire. Bien que le STP permette des chemins redondants entre deux commutateurs, un seul peut être actif à tout moment. Par conséquent, les chemins sont souvent surchargés. À l’inverse, les architectures Leaf-Spine s’appuient sur des protocoles tels que le routage ECMP (Equal-Cost Multipath) pour équilibrer la charge du trafic sur tous les chemins disponibles, tout en évitant les boucles de réseau.

Outre des performances supérieures, les topologies Leaf-Spine offrent une meilleure évolutivité. Des commutateurs Spine supplémentaires peuvent être ajoutés et connectés à chaque Leaf, ce qui augmente la capacité. De même, de nouveaux commutateurs Leaf peuvent être insérés de manière transparente lorsque la densité des ports pose problème. Dans les deux cas, cette « extensibilité » de l’infrastructure ne nécessite pas de réarchitecture, ni de temps d’arrêt du réseau.

Construire une architecture Leaf-Spine avec le commutateur Aruba CX

La gamme de commutateurs Aruba CX est conçue pour répondre aux exigences complexes et en constante évolution des datacenters modernes, y compris les structures Leaf-Spine. Les commutateurs Aruba CX sont basés sur une architecture distribuée et non bloquante qui offre de véritables performances de vitesse filaire, allant de 1 GbE à 100 GbE.

Aruba CX switches for spine-leaf fabrics include:

  • Aruba CX 6400 : un commutateur modulaire à 5 ou 10 emplacements avec une capacité allant jusqu’à 28 Tbits/s
  • Aruba CX 8325 : un commutateur 1U avec une connectivité 1/10/25/40/100 GbE idéal pour les commutateurs Leaf-Spine
  • Aruba CX 8320 : un commutateur Leaf 1U avec une connectivité de serveur 10 GbE et 40GbE vers le Spine
  • Aruba CX 8400 : un commutateur modulaire d’une capacité allant jusqu’à 19,2 Tbits/s, idéal pour les commutateurs Leaf-Spine où une densité de ports plus élevée est nécessaire

Tous les commutateurs CX d’Aruba sont alimentés par AOS-CX, un système d’exploitation cloud-native qui simplifie la gestion des réseaux de datacenters grâce à de puissantes fonctions d’automatisation, d’analyse et de prise en charge des mises à jour en temps réel.

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