Startseite > Datacenter & Verkabelung > Netzwerktrends im Datacenterdesign

Infrastruktur

Netzwerktrends im Datacenterdesign

1. Dezember 2011, 11:58 Uhr | Mathias Hein, freier Journalist und Consultant in Neuburg an der Donau

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?

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.