¿Cuál es la mejor topología de red para el centro de datos?

¿Cuáles son las topologías importantes de red del centro de datos que debe conocer?

Las redes actuales de centros de datos son principalmente topologías de tres capas. Esto comprende un núcleo de switches de centros de datos que se conectan entre sí y con el proveedor (o los proveedores) de redes externo(s), una capa de usuario o de acceso y la capa de agregación entre estos dos que mueve información principalmente al norte y al sur.

Leaf-spine es una topología de red de centro de datos que es popular en los centros de datos que tienen más tráfico de red de este a oeste. Esta topología aumenta la capa spine con más switches para manejar el tráfico en el centro de datos, tal como el tráfico de datos de la red de área de almacenamiento.

Topologías de red alternativas y emergentes

Estos diseños abordan cuestiones específicas para aplicaciones específicas. Alternativamente, los nuevos diseños reformulan la teoría del diseño de la red completamente, moviendo la inteligencia de red a los hosts y usando esos anfitriones como nodos de reenvío, además de switches tradicionales. Las redes líderes podrían no necesitar ese tipo de capacidad hoy en día, pero las tendencias emergentes a menudo gotean hacia las tendencias principal. Si bien podrían no ser lo que hay ahora, podrían ser lo que viene.

Hay algunas otras topologías de redes de centros de datos generalmente aceptadas más allá de la red de tres capas tradicional y las opciones de leaf-spine. Si bien se encuentran con menor frecuencia en las implementaciones del mundo real, son relevantes y bien comprendidas.

Leaf-spine multinivel. Un enfoque para escalar una red leaf-spine horizontalmente, mientras se mantiene una relación de sobresuscripción aceptable, es añadir una segunda capa de leaf vertical.

Hipercubo (hypercube). Una red hipercubo 3D simple es en realidad solo un cubo: una caja de seis caras con switches en cada esquina. Un hipercubo 4D (también conocido como teseracto o tesseract) es un cubo dentro de un cubo,con los switches en las esquinas conectándose entre sí –el cubo interior se conecta al cubo exterior en las esquinas. Los hosts se conectan a los switches en el cubo exterior. Una organización necesita entender sus flujos de tráfico de aplicaciones en detalle para saber si vale la pena considerar una topología hipercubo o no.

Toroidal. Este término se refiere a cualquier topología en forma de anillo. Un toroide (torus) 3D es una red interconectada de anillos altamente estructurada. Los toroides son una opción popular en los entornos de computación de alto rendimiento y pueden confiar en los switches para interconectarse entre nodos de computación.

Medusa (Jellyfish). La topología de Medusa es en gran parte aleatoria. En este diseño, los switches están interconectados con base en la preferencia del diseñador de la red. En los estudios de investigación, las pruebas de los diseños de Medusa resultaron en 25% más de capacidad que las topologías de red tradicionales.

Scafida. Las topologías de red libres de escala o Scafida son algo así como las Medusa respecto a que hay aleatoriedad sobre ellas, pero, paradójicamente, en ese azar se hace evidente más estructura. La idea es que ciertos switches terminan como sitios hub densamente conectados, similares a la forma en que una aerolínea gestiona los patrones de vuelo.

DCell. Muchos servidores se embarcan con múltiples tarjetas de interfaz de red (NIC). Algunas de estas NIC se conectan en una celda directamente desde un servidor a otro, mientras que otras se interconectan a través de un switch a otras células. DCell asume que un servidor tiene cuatro o más tarjetas de red.

FiConn. Similar a DCell, FiConn utiliza una jerarquía de interconexiones y células de servidor a servidor, pero solo asume dos NIC.

BCube. Como DCell y FiConn, Bcube utiliza los puertos de servidor adicionales para la comunicación directa, pero está optimizada específicamente para centros de datos modulares que se implementan como contenedores de embarque. Microsoft, el poder detrás de BCube, construyó el protocolo de enrutamiento de origen Bcube para gestionar el reenvío a través de esta topología de red de centro de datos.

CamCube. Esta topología es efectivamente un toroide 3D ejecutando CamCubeOS de Microsoft en la parte superior. El propósito es optimizar el flujo de tráfico a través del toroide mientras está siendo utilizado para interconectar grupos de hosts. CamCubeOS asume que los paradigmas de reenvío de red tradicionales no son eficaces en esta aplicación y los reemplaza.

Mariposa (Butterfly). La Mariposa plana de Google es una construcción de red específica similar a un tablero de ajedrez. En esta rejilla de switches, el tráfico puede moverse a cualquier switch en una dimensión dada. El objetivo es reducir el consumo de energía, una gran preocupación de Google.