脊葉數(shù)據(jù)中心架構(gòu)有哪些優(yōu)勢？

脊葉架構(gòu)是一種優(yōu)先考慮冗余、可擴(kuò)展性和低延遲的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。它通過兩層而不是傳統(tǒng)的三層來實現(xiàn)這一點，將葉子開關(guān)連接到刺上，而不需要中間介質(zhì)。

您是否考慮過云背后的復(fù)雜性？它是如何工作的？計算機(jī)如何在互聯(lián)網(wǎng)上導(dǎo)航并知道在數(shù)據(jù)中心內(nèi)訪問哪個云服務(wù)器？此外，如果同一數(shù)據(jù)中心內(nèi)的兩個或多個資源需要相互訪問，會發(fā)生什么？其中大部分由脊葉架構(gòu)提供支持。

脊葉架構(gòu)是一種注重效率的兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。為了形象化地展示這一點，假設(shè)您是一家大公司的網(wǎng)絡(luò)工程師（端點），需要與會計部門溝通，看看升級現(xiàn)有路由器可以花多少錢。

在傳統(tǒng)的三層架構(gòu)中，您需要詢問您的經(jīng)理，然后經(jīng)理會詢問您所在部門的領(lǐng)導(dǎo)，然后部門領(lǐng)導(dǎo)會與會計部門的負(fù)責(zé)人交談。

這需要大量的通信，雖然這可能是辦公室協(xié)議，但對于網(wǎng)絡(luò)來說效率太低了。脊葉架構(gòu)使您的經(jīng)理成為葉子，使他們能夠直接與部門主管或脊葉對話。我們將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)了解脊葉架構(gòu)、它解決的問題以及一些配置最佳實踐。

脊葉架構(gòu)的基礎(chǔ)是什么？

傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)配置由連接到接入交換機(jī)的服務(wù)器組成，然后接入交換機(jī)連接到所謂的聚合交換機(jī)。這些聚合交換機(jī)為接入交換機(jī)提供冗余。然后，聚合交換機(jī)將流量連接到核心交換機(jī)，核心交換機(jī)可以相互通信。這些核心交換機(jī)就是我們前面示例中的部門主管。

這種設(shè)置有兩個主要問題：難以擴(kuò)展，并且在如此多不同的設(shè)備之間移動流量會導(dǎo)致很大的延遲。

脊葉架構(gòu)通過消除整個層并將每個葉連接到脊的每個組件來解決此問題，這意味著數(shù)據(jù)包的跳數(shù)不會超過兩跳。

這是通過結(jié)合之前三層架構(gòu)中的接入層和聚合層并聚合來自服務(wù)器的流量并將其連接到核心（或主干）交換機(jī)來實現(xiàn)的。減少跳數(shù)可降低延遲并提高整體性能。數(shù)據(jù)流動得越快，最終用戶就越滿意。

脊葉數(shù)據(jù)中心架構(gòu)有哪些優(yōu)勢

還記得我們之前的例子嗎？我們的網(wǎng)絡(luò)工程師需要購買設(shè)備進(jìn)行升級？主干和葉子架構(gòu)還具有成本優(yōu)勢，因為需要更少的交換機(jī)來提高性能。當(dāng)然，如果想利用這些節(jié)省的部分資金，可以購買額外的交換機(jī)來輕松擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。

脊葉架構(gòu)的用例和真實示例

脊葉架構(gòu)為各個行業(yè)提供了多種實際用例。以下是一些示例：

數(shù)據(jù)中心：脊葉架構(gòu)已成為數(shù)據(jù)中心的流行配置，因為它具有可擴(kuò)展性、較低的成本和優(yōu)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置的性能。大多數(shù)云提供商都以可用性和速度為賣點，因此他們希望使用高效的配置是有道理的。

云服務(wù)提供商：提供云服務(wù)的企業(yè)依靠脊葉網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建可擴(kuò)展且有彈性的基礎(chǔ)設(shè)施。通過添加更多葉交換機(jī)，云服務(wù)可以快速擴(kuò)展而不會中斷現(xiàn)有連接。云提供商可以高效地管理虛擬機(jī)、容器和其他云資源之間的流量。

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)：CDN使用脊葉架構(gòu)以較低的延遲向最終用戶分發(fā)內(nèi)容。通過將內(nèi)容緩存放置在靠近網(wǎng)絡(luò)邊緣的葉交換機(jī)上，CDN可以更快地向世界各地的用戶分發(fā)數(shù)字內(nèi)容。

脊葉架構(gòu)實施注意事項

雖然脊葉架構(gòu)無疑是優(yōu)化流量的好方法，但它并非沒有缺點。首先，與傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，雖然可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)方面的開支，但您需要更多電纜，因為需要將每個葉物理連接到每個脊。另一個限制是物理上的；只能將與脊可用端口數(shù)量相同的葉交換機(jī)連接到脊端口。

選擇合適的硬件

如前所述，脊葉架構(gòu)的兩個巨大限制是需要的電纜數(shù)量以及脊交換機(jī)中的端口數(shù)量限制了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。

在規(guī)劃向脊葉架構(gòu)過渡時，請確保購買具有足夠物理端口的交換機(jī)以支持您的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。最終，脊葉交換機(jī)上的總端口數(shù)決定了網(wǎng)絡(luò)可以支持多少個葉設(shè)備。

規(guī)劃平穩(wěn)過渡

為了順利過渡到脊葉架構(gòu)，請做好盡可能多的準(zhǔn)備。這包括確保擁有足夠的硬件來滿足網(wǎng)絡(luò)的物理需求。準(zhǔn)備工作還包括在連接任何設(shè)備之前配置盡可能多的交換機(jī)。這有助于減少配置所需的時間，并讓我們有時間排除任何問題。

降低遷移過程中的風(fēng)險

脊葉架構(gòu)的一個問題是安全性。雖然它不一定天生就不安全，但允許流量在各個脊葉交換機(jī)之間自由橫向移動可能需要額外的安全措施。最好參考當(dāng)前的安全工具、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其文檔，了解最適合網(wǎng)絡(luò)的特定安全功能。

配置步驟概述

配置脊葉網(wǎng)絡(luò)的步驟將根據(jù)您使用的硬件而有所不同。但一般來說，步驟如下：

物理設(shè)置：安裝并裝配主干交換機(jī)和葉交換機(jī)，然后在每個葉交換機(jī)和每個主干交換機(jī)之間建立連接，以防止延遲并提高冗余度。

配置交換機(jī)：訪問命令行界面或其他管理界面來配置基本交換機(jī)設(shè)置，例如主機(jī)名、IP地址等。

配置路由：根據(jù)需要設(shè)置路由協(xié)議，包括路由匯總和過濾。

文檔：記錄網(wǎng)絡(luò)配置，包括圖表、IP尋址方案、VLAN分配和路由策略。

安全配置：根據(jù)需要實現(xiàn)安全功能，例如訪問控制列表、VLAN分割和端口安全。

測試和驗證：對網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行徹底的測試和驗證，以確保適當(dāng)?shù)娜哂嗪腿蒎e能力。

在配置主干和葉干網(wǎng)絡(luò)時，通讀硬件文檔的重要性再怎么強(qiáng)調(diào)也不為過。即使設(shè)備來自同一供應(yīng)商，設(shè)備型號之間的文檔也可能有所不同。供應(yīng)商的文檔將詳細(xì)說明設(shè)備支持的電纜類型、哪些端口可用于哪些功能等。

配置最佳實踐和應(yīng)避免的錯誤

與配置概述類似，最佳實踐將根據(jù)供應(yīng)商和貴組織，用于實施骨干和葉網(wǎng)絡(luò)的特定設(shè)備型號而有所不同。但是，需要避免兩個主要錯誤。

未參考文檔：實施脊葉拓?fù)鋾r可能犯的最大錯誤是未正確利用供應(yīng)商的文檔。這些文檔中的所有信息將幫助構(gòu)建安全、強(qiáng)大的脊葉網(wǎng)絡(luò)。

缺乏規(guī)劃：缺乏規(guī)劃可能會造成嚴(yán)重問題。未能考慮流量模式、可擴(kuò)展性要求和冗余機(jī)制等因素可能會導(dǎo)致性能不佳、可擴(kuò)展性受限以及日后解決問題的困難。

總結(jié)

脊葉架構(gòu)是一種網(wǎng)絡(luò)配置，通過從其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中移除一層來優(yōu)化流量。脊葉架構(gòu)的工作原理是將終端設(shè)備連接到葉交換機(jī)，然后根據(jù)需要連接到任何脊交換機(jī)。將每個葉連接到每個脊的能力允許以更少的跳數(shù)形式實現(xiàn)冗余、可擴(kuò)展性和更低的延遲。

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