Netzwerktrends im Datacenterdesign
Auf Grund der Konsolidierung der Rechenzentren, der Server-Virtualisierung und der Konvergenz der Netze müssen sich jetzt auch die Netze im Datacenter verändern. Neue Begriffe wie „flache Netzwerke“, „programmierbare Flows“ und „virtuelles Ethernet-Bridging“ dominieren die Diskussionen um die neuen Netztechnologien im Datacenter. Wie sind diese Begriffe und die dahinter steckenden Technologien einzuordnen und in welchem Zeitraum stehen diese Techniken zur Verfügung?
- Netzwerktrends im Datacenterdesign
- Veränderungen im Netzwerk der Datacenter
- Anforderungen an die Datacenter-Netze
- Die Zukunft
- Konvergenz der Netzwerk-Elemente
- Fazit
Die Netze im Datacenter basieren nicht ausschließlich auf Standard-Ethernet und TCP/IP-Koppelkomponenten, sondern es werden auch spezielle Geräte für das Storage-Networking (Fibre-Channel), die Server-zu-Server-Verbindungen (Infiniband) und Layer-4- bis -7-Netzservices (Sicherheit, Applikationsbeschleunigung, WAN-Optimierung, etc.) installiert.
In der Regel bauen die Netzstrukturen in den Unternehmen auf einer 3-stufigen Netztopologie auf. Die vielen Rechner im Rechenzentrum werden in Switches im Access-Layer gesammelt. Die Access-Switches werden anschließend im Netzwerk Aggregation-Layer gebündelt. Die Anbindung dieser Geräte erfolgt in erster Linie über 1 GBit/s- beziehungsweise 10-GBit/s-Ethernet-Uplinks. Die Aggregation-Switches münden im Core-Routing.
Der größte Teil der Kommunikation erfolgt in heutigen Datacentern über die Schichten zwei und drei. Die Server werden in der Regel in Layer-3-Subnetzen gruppiert und kommunizieren innerhalb des jeweiligen Subnetzes über Layer-2-Strukturen. Diese Segmentierung begrenzt die Größe der L2-Broadcast-Domänen und trägt dazu bei, dass Netzwerkschleifen vermieden werden. Zusätzlich sorgt das Spanning-Tree-Protocol (STP) für eindeutige Kommunikationspfade innerhalb eines Subnetzes.
Die Server teilen sich einen Access-Switch und können direkt miteinander kommunizieren. Die über die verschiedenen Access-Switches verbundenen Server kommunizieren immer über mehrere Hops (Access- und Aggregation-Layer) miteinander. Die Kommunikation zwischen Servern in unterschiedlichen Subnetzen erfolgt über den gesamten Kommunikationsbaum vom Access- über den Aggregation und den Core-Switch weiter zum anderen Aggregation-Bereich und hin zum endgültigen Access-Switch, an dem der Ziel-Server angeschlossen ist. Jeder zusätzliche Hop (Router oder Switch) im Kommunikationspfad sorgt für eine minimale Verzögerung bei der Weiterleitung von Ethernet/IP-Paketen. Da es bei modernen Server-zu-Server-Verbindungen buchstäblich auf extrem kurze Verarbeitungs- und Verzögerungszeiten ankommt, müssen die Ende-zu-Ende-Kommunikationspfade an die heutigen Anforderungen angepasst werden.
