Mis on andmekeskuse ühenduse arhitektuur

 

 

Andmekeskuse infrastruktuuri areng

 

Pilvandmetöötlusteenuste ja veebirakenduste eksponentsiaalne kasv on andmete keskuse infrastruktuuri nõudeid põhimõtteliselt muutnud. Selle teisenduse keskmes on andmekeskuse ühendamise arhitektuuri kriitiline tähtsus, mis on tänapäevaste hajutatud arvutisüsteemide selgroog.

 

Järgmise - põlvkonnalahenduste väljatöötamiseks on hädavajalik praeguste arhitektuuriliste lähenemisviiside keerukuse ja piirangute mõistmine, mis suudavad täita tänapäevaste digitaalteenuste nõudlikke nõudeid. Kuna organisatsioonid tuginevad üha enam Cloud - põhinevatele teenustele, suurandmete analüüsile ja hajutatud arvutusele, on andmekeskuse ühenduste tõhusus, mastaapsus ja usaldusväärsus muutunud ülitähtsaks.

 

 

 

 

Kolm - astme topoloogia rakendamine

 

Kolmes - astme topoloogilistes konfiguratsioonides sisaldab täiendav kiht agregatsioonitaseme kohal tuumalülitid, mis ühendavad agregatsioonilülitid 10 Gbps või 100 Gbps -lingi kaudu (tavaliselt rakendatakse kui komplekteeritud 10 Gbps -ühendust). See hierarhiline andmekeskuse omavahel ühendamise arhitektuur pakub mastaapsuse ja rikketaluvuse osas olulisi eeliseid.

 

Näiteks on TOR -lülitid tavaliselt ühendatud kahe või enama agregatsioonilülititega, pakkudes üleliigseid teid, mis suurendavad süsteemi üldist usaldusväärsust ja tagavad teenuse pideva kättesaadavuse isegi komponentide tõrgete ajal.

 

 

Selle lähenemisviisi mastaapsuse eelised ilmnevad ühenduvuse matemaatilise progresseerumise uurimisel. Iga täiendav astr suurendab eksponentsiaalselt serveri - potentsiaali - serveri kommunikatsiooniteedeni, võimaldades andmekeskustel mahutada tuhandeid servereid, säilitades samal ajal vastuvõetava jõudlustaseme.

 

Veataluvuse omadused on võrdselt muljetavaldavad, kuna mitu koondatud teed tagavad, et võrgu tõrked ühel hetkel ei põhjusta teenuse täielikku häireid. See vastupidavus on ülioluline teenustaseme lepingute (SLA) säilitamiseks ja kriitiliste rakenduste äritegevuse järjepidevuse tagamiseks.

 

Energiatarve ja energiatõhususe väljakutsed

 

Hoolimata arhitektuurilistest eelistest, seisavad kaasaegse andmekeskuse ühenduse arhitektuuri silmitsi oluliste väljakutsetega, mis on seotud energiatarbimise ja energiatõhususega. Esmane piirang tuleneb TOR -lülitite, agregatsioonilülitite ja südamiku lülitite olulistest võimsusest, kombineeritult nende ühendamiseks vajaliku ulatusliku kaabeldusinfrastruktuuriga.

 

Nende lülituskomponentide suur energiatarve tuleneb peamiselt optilisest - -st - Electrical (OE) ja Electrical - kuni - optilised (EO) transiiverid, koos elektriliste lülituskappidega, sealhulgas CrossBar lüliti ja SHRAM {4}.

 

 

Kuna andmekeskused suurendavad töökoormusi, muutub nende energiavajaduste kumulatiivne mõju nii kulude kui ka keskkonna jätkusuutlikkuse vaatenurgast oluliseks operatsiooniprobleemiks. Kaasaegsed rajatised peavad tasakaalustama jõudlusnõudeid energiatõhususe eesmärkidega, luues andmekeskuse ühendamise arhitektuuri kujundajatele keerulised optimeerimisprobleemid.

 

Energiatõhususe väljakutset täiendab veelgi tänapäevastes andmekeskustes serverite ja võrguseadmete kasvav tihedus. Suuremad tihedusega konfiguratsioonid parandavad ruumi kasutamist, kuid tekitavad rohkem soojust, nõudes täiendavat jahutusinfrastruktuuri, mis tarbib veelgi rohkem energiat. See loob nõiaringi, kus suurenenud arvutusmaht nõuab nii suuremat tööjõudu kui ka jahutamiseks suuremat võimsust.

 

 

Latentsuse kaalutlused ja tulemuslikkuse mõju

 

Veel üks praeguste andmekeskuste võrkude kriitiline piirang hõlmab latentsusaega, mis on kasutusele võetud mitme poe - ja - edasise töötlemise etappide kaudu. Kui andmepaketid läbivad ühest serverist teise läbi TOR -lülitite, agregatsioonilülitite ja südamiku lülitite hierarhilise struktuuri, kogevad nad iga vahelduv sõlme olulisi järjekordade viivitusi ja töötlemise latentsusaega.

 

Nende viivituste kumulatiivne mõju võib oluliselt mõjutada rakenduse jõudlust, eriti latentsusaja - tundlike töökoormuste, näiteks reaalse - ajaanalüütika, kõrge - sageduskaubanduse ja interaktiivsete veebirakenduste jaoks.

 

Rakenduste jaoks, mis nõuavad mikrosekundit - taseme reageerimise aegu, võivad need kogunenud hilinemised muuta teatavad teenuse taseme lepingud saavutamatud. Kuna rohkem rakendusi liigub reaalse - aja töötlemine ja madal - latentsusnõuded -, nagu näiteks finantsteenuste, autonoomsete sõidukite ja tööstusautomaatika - vajadus vähendatud latentsusaja järele andmekeskuses, muutub üha kriitiliseks.

 

Mastaapsuse nõuded ja tekkivad väljakutsed

 

Kuna andmekeskused jätkuvad laienevate veebirakenduste ja pilvandmetöötluse teenuste toetamiseks, muutub nõudlus tõhusamate ühenduslahenduste järele üha pakilisemaks. Praegused arhitektuurilised lähenemisviisid seisavad läbi peamiste piiranguid läbilaskevõime parandamise, latentsuse vähendamise ja energiatarbimise optimeerimise osas.

 

Kui arvukad teadlased on üritanud täiustada kaubalüliti {- põhinevaid andmekeskuse ühendusi paremate TCP -rakenduste ja täiustatud Etherneti kujunduse kaudu, piiravad üldised parandused olemasolevate tehnoloogiliste kitsaskohtadega.

 

Andmekeskuste kasvav ulatus nõuab uusi lähenemisviise, et ühendada arhitektuur, mis saaks hakkama ribalaiuse suurenenud nõudmistega

 

 

Kaasaegsete rakenduste ribalaiuse nõuded kasvavad jätkuvalt kiirusel, mis ületavad traditsiooniliste lülitustehnoloogiate paranemistrajektoore. Masinaõppe töökoormused, suurandmete analüüs ja hajutatud arvutusrakendused genereerivad liiklusharjumusi, mis rõhutavad tavapäraseid andmekeskuse omavahel ühendatud arhitektuuri kujundusi väljaspool nende optimaalseid tööparameetreid.

 

Lisaks suurenev ida - lääneliikluse levimus (server - kuni - Serveri suhtlusele andmekeskuses) võrreldes traditsioonilise North - Lõuna -liiklusega (klient - - serveri kommunikatsioonini), mis on ADHITEURULISEKS ADASTURATSIOONID. See liiklusharjumuste nihe - alates peamiselt välistest kliendi päringutest sisemise andmetöötluse ja sünkroonimiseni - nõuab andmekeskuste võrkude struktureerimise ja optimeerimise ümbermõtestamist.

 

Majanduslikud ja operatiivsed kaalutlused

 

Majanduslikust vaatenurgast hõlmab traditsioonilise andmekeskuse ühendamise arhitektuuri omandiõiguse kogukulud mitte ainult varustuse vahetamise algkapitali kulusid, vaid ka käimasolevaid tegevuskulusid, mis on seotud energiatarbimise, jahutusnõuete ja hoolduse üldkuludega.

 

Lineaarne seos jõudluse skaleerimise ja kulude skaleerimise vahel loob majanduslikke tõkkeid, mis piiravad lihtsalt traditsioonilisema lülitusvõime lisamist jõudlusnõuete lahendamiseks. Andmekeskuste kasvades suurenevad ka energiajaotuse, jahutusinfrastruktuuri ja füüsilise ruumi kulud ebaproportsionaalselt.

 

Operatiivne keerukus suureneb märkimisväärselt ka andmekeskuse ühendamise arhitektuuriskaaladena. Võrguhaldus, konfiguratsioonihaldus ja tõrkeotsingud muutuvad lülitite ja ühenduste arvu kasvades üha keerukamaks.

 

Administratiivne üldkulud, mis on seotud järjepidevate konfiguratsioonide säilitamisega sadade või tuhandete lülitusseadmete vahel, loob operatiivsed riskid ja suurendab inimlike vigade tõenäosust. See keerukus võib põhjustada hooldamise ajal pikemat seisakuid, uute teenuste aeglasemalt kasutuselevõttu ja suurenenud raskusi võrguprobleemide tuvastamisel ja lahendamisel.

 

Tehnoloogia areng

 

Praeguse andmekeskuse ühendamise arhitektuuri lähenemisviiside piirangud on motiveerinud ulatuslikke uuringuid alternatiivsete tehnoloogiate ja arhitektuuriliste paradigmade osas. Tarkvara - määratletud võrgundus (SDN) lähenemisviisid pakuvad võimalikke lahendusi konfiguratsiooni keerukuse vähendamiseks ja võrguhalduse tõhususe parandamiseks.

 

Optilised lülitustehnoloogiad võivad pakkuda võimalusi energiatarbimise vähendamiseks, suurendades samal ajal ribalaiuse võimalusi. Välistades sagedase optilise - vajaduse - elektrilisele ja elektrilisele - -ni - optiliste konversioonideni, võivad need tehnoloogiad märkimisväärselt vähendada nii latentsust kui ka energiatarbimist.

 

 

Tekkivad tehnoloogiad nagu ränifoonikons, optiline vooluahela lülitamine ja hübriid optiline - elektrilised arhitektuurid tähistavad paljutõotavaid juhiseid järgmise {- genereerimise andmekeskuse ühenduses arhitektuuri jaoks. Need tehnoloogiad pakuvad potentsiaali käsitleda praeguste lähenemisviiside põhilisi piiranguid, pakkudes samal ajal mastaapsusteed tulevaste kasvunõuete jaoks.

 

Lisaks uuritakse uudseid võrgu topoloogiaid -, näiteks lamestatud liblikavõrku, Dragonfly võrke ja Hypercube'i konfiguratsioone - traditsioonilise rasva - puuarhitektuuride alternatiividena. Nende disainilahenduste eesmärk on vähendada võrgu humala arvu, minimeerida latentsust ja parandada suure - skaala andmekeskuste üldist võrgu efektiivsust.