什么是脊柱叶结构?

Spine-Leaf架构解释

spine-leaf架构是由两个交换层(spine和leaf)组成的数据中心网络拓扑结构。叶层由接入交换机组成,汇聚来自服务器的流量,并直接连接到脊柱或网络核心。在一个全网格拓扑结构中,脊柱开关连接所有叶子开关。

脊柱叶架构与传统网络设计有何不同?

传统上,数据中心网络是基于三层模型的:

  1. 接入交换机连接到服务器
  2. 汇聚或分布交换机提供冗余连接到接入交换机
  3. 核心交换机提供聚合交换机之间的快速传输,通常以冗余对连接,以实现高可用性

在最基本的层次上,脊叶架构折叠这些层中的一个,如这些图中所示。

脊椎叶拓扑结构的其他常见差异包括:

  • 生成树协议(STP)的删除
  • 在网络骨干网的模块化模型上增加使用固定端口交换机
  • 更多的电缆购买和管理,考虑到更高的互连计数
  • 基础设施的扩展与扩展

2层和3层脊柱叶架构

为什么脊椎叶结构变得越来越受欢迎?

考虑到云计算和集装箱化基础设施在现代数据中心的普及,东西交通继续增加。东西方向的流量横向移动,从一个服务器到另一个服务器。这种转变主要是因为现代应用程序的组件分布在更多的服务器或vm上。

对于东西向的交通,具有低延迟、优化的交通流对于性能是必要的,特别是对于时间敏感或数据密集型应用程序。脊柱叶架构通过确保流量从下一个目的地始终保持相同的跳数来帮助实现这一点,因此延迟更低且可预测。

因为不再需要STP,所以容量也提高了。虽然STP在两个交换机之间启用冗余路径,但在任何时候只有一个交换机是活动的。结果,路径经常被过度占用。相反,脊柱叶结构依赖于诸如等价多路径(ECPM)路由等协议来在所有可用路径上平衡流量,同时仍然防止网络循环。

除了更高的性能外,脊柱叶拓扑还提供更好的可伸缩性。额外的脊柱开关可以添加和连接到每片叶子,增加容量。同样,当端口密度出现问题时,可以无缝地插入新的叶开关。在任何一种情况下,这种基础设施的“扩展”都不需要重新设计网络,也不存在停机时间。

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