Барои қонеъ кардани ниёзҳои хидматҳои абрӣ, шабака тадриҷан ба Underlay ва Overlay тақсим мешавад. Шабакаи Underlay таҷҳизоти физикӣ ба монанди роҳнамоӣ ва коммутатсия дар маркази анъанавии додаҳо мебошад, ки то ҳол ба мафҳуми устуворӣ бовар дорад ва имконоти боэътимоди интиқоли додаҳои шабакаро таъмин мекунад. Overlay шабакаи тиҷорӣ аст, ки дар он, наздиктар ба хидмат, тавассути инкапсулятсияи протоколи VXLAN ё GRE ҷойгир карда шудааст, то ба корбарон хидматҳои шабакавии осонро пешниҳод кунад. Шабакаи Underlay ва шабакаи Ooverlay бо ҳам алоқаманд ва ҷудо карда шудаанд ва онҳо бо ҳамдигар алоқаманданд ва метавонанд мустақилона таҳаввул ёбанд.
Шабакаи Underlay асоси шабака аст. Агар шабакаи Underlay ноустувор бошад, барои тиҷорат SLA вуҷуд надорад. Пас аз меъмории шабакаи сеқабата ва меъмории шабакаи Fat-Tree, меъмории шабакаи маркази додаҳо ба меъмории Spine-Leaf мегузарад, ки татбиқи сеюми модели шабакаи CLOS-ро оғоз кард.
Меъмории шабакавии маркази додаҳои анъанавӣ
Тарроҳии сеқабата
Аз соли 2004 то 2007, меъмории сесатҳаи шабака дар марказҳои додаҳо хеле маъмул буд. Он се қабат дорад: қабати аслӣ (асоси коммутатсияи баландсуръати шабака), қабати агрегатсия (ки пайвасти асоси сиёсатро таъмин мекунад) ва қабати дастрасӣ (ки истгоҳҳои кориро ба шабака мепайвандад). Модел чунин аст:
Меъмории шабакаи сеқабата
Қабати аслӣ: Коммутаторҳои аслӣ интиқоли босуръати бастаҳоро ба дохил ва хориҷ аз маркази додаҳо, пайвастшавӣ ба қабатҳои сершумори агрегатсия ва шабакаи масирёбии L3-и устуворро, ки одатан ба тамоми шабака хизмат мерасонад, таъмин мекунанд.
Қабати агрегатсия: Коммутатори агрегатсия ба коммутатори дастрасӣ пайваст мешавад ва хидматҳои дигарро, ба монанди девори оташ, боркунии SSL, ошкоркунии дахолат, таҳлили шабака ва ғайраро пешниҳод мекунад.
Қабати дастрасӣ: Калидҳои дастрасӣ одатан дар болои раф ҷойгиранд, аз ин рӯ онҳоро инчунин калидҳои ToR (Top of Rack) меноманд ва онҳо ба таври ҷисмонӣ ба серверҳо пайваст мешаванд.
Одатан, калиди агрегатсия нуқтаи ҷудокунӣ байни шабакаҳои L2 ва L3 мебошад: шабакаи L2 дар зери калиди агрегатсия ва шабакаи L3 дар боло ҷойгир аст. Ҳар як гурӯҳи калидҳои агрегатсия Нуқтаи интиқол (POD)-ро идора мекунад ва ҳар як POD як шабакаи мустақили VLAN мебошад.
Давраи шабака ва протоколи Spanning Tree
Ташаккули ҳалқаҳо асосан аз нофаҳмиҳо, ки аз роҳҳои норавшани таъинот ба вуҷуд меоянд, ба вуҷуд меояд. Ҳангоми сохтани шабакаҳо, корбарон барои таъмини эътимоднокӣ, одатан аз дастгоҳҳои такрорӣ ва пайвандҳои такрорӣ истифода мебаранд, то ҳалқаҳо ногузир ташкил шаванд. Шабакаи қабати 2 дар як домени пахш ҷойгир аст ва бастаҳои пахш дар ҳалқа борҳо интиқол дода мешаванд, ки тӯфони пахшро ба вуҷуд меорад, ки метавонад дар як лаҳза боиси басташавии портҳо ва фалаҷи таҷҳизот гардад. Аз ин рӯ, барои пешгирӣ аз тӯфонҳои пахш, пешгирӣ аз ташаккули ҳалқаҳо зарур аст.
Барои пешгирӣ аз пайдоиши ҳалқаҳо ва таъмини эътимоднокӣ, танҳо табдил додани дастгоҳҳои такрорӣ ва пайвандҳои такрорӣ ба дастгоҳҳои эҳтиётӣ ва пайвандҳои эҳтиётӣ имконпазир аст. Яъне, портҳо ва пайвандҳои дастгоҳҳои такрорӣ дар шароити муқаррарӣ масдуд мешаванд ва дар интиқоли бастаҳои маълумот иштирок намекунанд. Танҳо вақте ки дастгоҳи интиқоли ҷорӣ, порт, пайванди нокомшуда, ки боиси бандшавии шабака мегардад, портҳо ва пайвандҳои дастгоҳҳои такрорӣ кушода мешаванд, то шабака ба ҳолати муқаррарӣ баргардонида шавад. Ин идоракунии худкор тавассути Протоколи Spanning Tree (STP) амалӣ карда мешавад.
Протоколи дарахти паҳншуда байни қабати дастрасӣ ва қабати ғалтак кор мекунад ва дар асл алгоритми дарахти паҳншуда мавҷуд аст, ки дар ҳар як пули фаъоли STP кор мекунад, ки махсус барои пешгирӣ аз пайваст кардани ҳалқаҳо дар сурати мавҷуд будани роҳҳои такрорӣ тарҳрезӣ шудааст. STP беҳтарин роҳи додаҳоро барои интиқоли паёмҳо интихоб мекунад ва он пайвандҳоеро, ки қисми дарахти паҳншуда нестанд, манъ мекунад ва танҳо як роҳи фаъолро байни ҳар ду гиреҳи шабака боқӣ мегузорад ва дигар пайванди болоӣ масдуд мешавад.
STP бартариҳои зиёд дорад: он содда, пайваст ва танзимоти хеле камро талаб мекунад. Мошинҳо дар дохили ҳар як под ба як VLAN тааллуқ доранд, аз ин рӯ сервер метавонад маконро ба таври худсарона дар дохили под бидуни тағир додани суроғаи IP ва дарвоза интиқол диҳад.
Аммо, роҳҳои интиқоли параллелӣ аз ҷониби STP истифода намешаванд, ки ин ҳамеша роҳҳои такрорӣ дар дохили VLAN-ро ғайрифаъол мекунад. Нуқсонҳои STP:
1. Ҳамгироии сусти топология. Вақте ки топологияи шабака тағйир меёбад, протоколи дарахти паҳншуда барои анҷом додани ҳамгироии топология 50-52 сония вақт мегирад.
2, наметавонад вазифаи мувозинати борро таъмин кунад. Вақте ки дар шабака ҳалқа мавҷуд аст, протоколи дарахти паҳншуда танҳо метавонад ҳалқаро масдуд кунад, то ки пайванд бастаҳои додаҳоро интиқол надиҳад ва захираҳои шабакаро беҳуда сарф кунад.
Мушкилоти виртуализатсия ва трафики Шарқу Ғарб
Пас аз соли 2010, бо мақсади беҳтар кардани истифодаи захираҳои ҳисоббарорӣ ва нигоҳдорӣ, марказҳои додаҳо ба қабули технологияи виртуализатсия шурӯъ карданд ва шумораи зиёди мошинҳои виртуалӣ дар шабака пайдо шудан гирифтанд. Технологияи виртуалӣ серверро ба серверҳои сершумори мантиқӣ табдил медиҳад, ҳар як VM метавонад мустақилона кор кунад, системаи амалиётии худ, APP, суроғаи мустақили MAC ва суроғаи IP-и худро дорад ва онҳо тавассути гузариши виртуалӣ (vSwitch) дар дохили сервер ба воҳиди беруна пайваст мешаванд.
Виртуализатсия талаботи ҳамроҳ дорад: муҳоҷирати мустақими мошинҳои виртуалӣ, қобилияти интиқоли системаи мошинҳои виртуалӣ аз як сервери физикӣ ба сервери дигар ҳангоми нигоҳ доштани кори муқаррарии хидматҳо дар мошинҳои виртуалӣ. Ин раванд барои корбарони ниҳоӣ ҳассос нест, маъмурон метавонанд захираҳои серверро чандир тақсим кунанд ё серверҳои ҷисмониро бе таъсир ба истифодаи муқаррарии корбарон таъмир ва навсозӣ кунанд.
Барои он ки хидмат ҳангоми интиқол қатъ нашавад, зарур аст, ки на танҳо суроғаи IP-и мошини виртуалӣ бетағйир бошад, балки ҳолати кори мошини виртуалӣ (масалан, ҳолати сессияи TCP) низ ҳангоми интиқол нигоҳ дошта шавад, аз ин рӯ, муҳоҷирати динамикии мошини виртуалӣ танҳо дар ҳамон домени қабати 2 анҷом дода мешавад, аммо на дар саросари муҳоҷирати домени қабати 2. Ин ниёз ба доменҳои калонтари L2-ро аз қабати дастрасӣ ба қабати аслӣ ба вуҷуд меорад.
Нуқтаи тақсимкунӣ байни L2 ва L3 дар меъмории анъанавии шабакаи қабати калони 2 дар коммутатори аслӣ ҷойгир аст ва маркази додаҳо дар зери коммутатори аслӣ як домени пурраи пахш, яъне шабакаи L2 мебошад. Бо ин роҳ, он метавонад худсаронаи ҷойгиркунии дастгоҳ ва кӯчонидани маконро амалӣ кунад ва ба он лозим нест, ки конфигуратсияи IP ва дарвозаро тағир диҳад. Шабакаҳои гуногуни L2 (VLans) тавассути коммутаторҳои аслӣ равона карда мешаванд. Аммо, коммутатори аслӣ дар зери ин меъморӣ бояд ҷадвали бузурги MAC ва ARP-ро нигоҳ дорад, ки талаботи баландро барои қобилияти коммутатори аслӣ пешниҳод мекунад. Илова бар ин, коммутатори дастрасӣ (TOR) инчунин миқёси тамоми шабакаро маҳдуд мекунад. Инҳо дар ниҳоят миқёси шабака, васеъшавии шабака ва қобилияти чандирӣ, мушкилоти таъхир дар се қабати банақшагириро маҳдуд мекунанд ва наметавонанд ниёзҳои тиҷорати ояндаро қонеъ кунанд.
Аз тарафи дигар, трафики шарқ-ғарб, ки аз ҷониби технологияи виртуализатсия ба вуҷуд меояд, инчунин барои шабакаи анъанавии сеқабата мушкилот эҷод мекунад. Трафики маркази додаҳоро метавон ба таври васеъ ба категорияҳои зерин тақсим кард:
Ҳаракати нақлиёт аз шимол ба ҷануб:Трафики байни муштариён берун аз маркази додаҳо ва сервери маркази додаҳо, ё трафик аз сервери маркази додаҳо ба Интернет.
Ҳаракати нақлиёти шарқӣ-ғарбӣ:Ҳаракати нақлиёт байни серверҳо дар дохили маркази додаҳо, инчунин ҳаракати нақлиёт байни марказҳои гуногуни додаҳо, ба монанди барқароркунии офатҳо байни марказҳои додаҳо, муошират байни абрҳои хусусӣ ва оммавӣ.
Ҷорӣ намудани технологияи виртуализатсия ҷойгиркунии барномаҳоро бештар ва бештар паҳншуда мегардонад ва "таъсири манфӣ" дар он аст, ки трафики шарқ-ғарб афзоиш меёбад.
Меъмориҳои анъанавии сеошёна одатан барои ҳаракати нақлиёти Шимол-Ҷануб тарҳрезӣ шудаанд.Гарчанде ки онро барои ҳаракати нақлиёти шарқӣ-ғарбӣ истифода бурдан мумкин аст, дар ниҳоят он метавонад мувофиқи талабот кор накунад.
Меъмории анъанавии сеошёна дар муқоиса бо меъмории барги сутунмӯҳра
Дар меъмории сесатҳа, трафики шарқ-ғарб бояд тавассути дастгоҳҳо дар қабатҳои агрегатсия ва аслӣ интиқол дода шавад. Ин ҳатман аз бисёр гиреҳҳо мегузарад. (Сервер -> Дастрасӣ -> Агрегатсия -> Калиди гузариши асосӣ -> Агрегатсия -> Калиди дастрасӣ -> Сервер)
Аз ин рӯ, агар миқдори зиёди трафики шарқ-ғарб тавассути меъмории анъанавии сесатҳаи шабака анҷом дода шавад, дастгоҳҳое, ки ба як порти коммутатор пайвастанд, метавонанд барои паҳнои банд рақобат кунанд, ки дар натиҷа вақти пасти посух аз ҷониби корбарони ниҳоӣ ба даст оварда мешавад.
Камбудиҳои меъмории анъанавии шабакаи сеқабата
Дидан мумкин аст, ки меъмории анъанавии шабакаи сеқабата камбудиҳои зиёд дорад:
Партовҳои паҳнои банд:Барои пешгирӣ аз даврзанӣ, протоколи STP одатан байни қабати агрегатсия ва қабати дастрасӣ иҷро карда мешавад, то ки танҳо як пайванди болоравии коммутатори дастрасӣ воқеан трафикро интиқол диҳад ва пайвандҳои болоравии дигар масдуд мешаванд, ки боиси исрофи паҳнои банд мегардад.
Мушкилот дар ҷойгиркунии шабакаи калонҳаҷм:Бо густариши миқёси шабака, марказҳои додаҳо дар маконҳои гуногуни ҷуғрофӣ тақсим карда мешаванд, мошинҳои виртуалӣ бояд сохта ва ба ҳама ҷо интиқол дода шаванд ва хусусиятҳои шабакавии онҳо, ба монанди суроғаҳои IP ва дарвозаҳо, бетағйир боқӣ мемонанд, ки дастгирии қабати ғафси 2-ро талаб мекунад. Дар сохтори анъанавӣ, интиқолро анҷом додан мумкин нест.
Набудани ҳаракати нақлиёт дар самти Шарқу Ғарб:Меъмории шабакаи сесатҳа асосан барои трафики Шимол-Ҷануб тарҳрезӣ шудааст, гарчанде ки он инчунин трафики шарқ-ғарбро дастгирӣ мекунад, аммо камбудиҳо возеҳанд. Вақте ки трафики шарқ-ғарб калон аст, фишор ба қабати агрегатсия ва коммутаторҳои қабати аслӣ хеле зиёд мешавад ва андоза ва кори шабака ба қабати агрегатсия ва қабати аслӣ маҳдуд мешавад.
Ин боис мегардад, ки корхонаҳо ба мушкили хароҷот ва миқёспазирӣ дучор шаванд:Дастгирии шабакаҳои баландсифати миқёси калон ба шумораи зиёди таҷҳизоти қабати конвергенсия ва қабати аслӣ ниёз дорад, ки на танҳо барои корхонаҳо хароҷоти зиёд меорад, балки инчунин талаб мекунад, ки ҳангоми сохтани шабака шабака пешакӣ ба нақша гирифта шавад. Вақте ки миқёси шабака хурд аст, он боиси исрофи захираҳо мегардад ва вақте ки миқёси шабака васеъ шуданро идома медиҳад, васеъ кардани он душвор аст.
Меъмории шабакаи барги сутунмӯҳра
Меъмории шабакаи Spine-Leaf чист?
Дар посух ба мушкилоти дар боло зикршуда,Тарҳи нави маркази додаҳо, меъмории шабакаи Spine-Leaf, пайдо шуд, ки мо онро шабакаи leaf ridge меномем.
Тавре ки аз номаш бармеояд, меъморӣ қабати сутунмӯҳра ва қабати баргро дар бар мегирад, аз ҷумла гузаришҳои сутунмӯҳра ва гузаришҳои барг.
Меъмории барги сутунмӯҳра
Ҳар як калиди барг ба ҳамаи калидҳои қаторкӯҳ, ки мустақиман ба якдигар пайваст нестанд, пайваст карда шудааст ва топологияи пурраи шабакаро ташкил медиҳад.
Дар spine-and-leaf, пайвастшавӣ аз як сервер ба сервери дигар аз ҳамон шумораи дастгоҳҳо (Server -> Leaf -> Spine Switch -> Leaf Switch -> Server) мегузарад, ки таъхири пешгӯишавандаро таъмин мекунад. Зеро барои расидан ба макони таъиншуда, як баста танҳо бояд аз як spine ва барги дигар гузарад.
Spine-Leaf чӣ гуна кор мекунад?
Калиди Leaf: Он ба калиди дастрасӣ дар меъмории анъанавии сесатҳа баробар аст ва мустақиман ба сервери физикӣ ҳамчун TOR (Top Of Rack) пайваст мешавад. Фарқият бо калиди дастрасӣ дар он аст, ки нуқтаи ҷудокунии шабакаи L2/L3 ҳоло дар калиди Leaf ҷойгир аст. Калиди Leaf дар болои шабакаи 3-қабат ва калиди Leaf дар зери домени мустақили пахши L2 ҷойгир аст, ки мушкилоти BUM-и шабакаи калони 2-қабатаро ҳал мекунад. Агар ду сервери Leaf бояд бо ҳам муошират кунанд, онҳо бояд аз роҳнамоии L3 истифода баранд ва онро тавассути калиди Spine интиқол диҳанд.
Калиди сутунмӯҳра: Муодили калиди асосӣ. ECMP (Equal Cost Multi Path) барои интихоби динамикии роҳҳои сершумор байни калидҳои сутунмӯҳра ва Leaf истифода мешавад. Фарқият дар он аст, ки ҳоло Spine танҳо як шабакаи роҳнамоии L3-и устуворро барои калиди Leaf таъмин мекунад, аз ин рӯ трафики шимол-ҷануби маркази додаҳо метавонад аз калиди Spine ба ҷои мустақим равона карда шавад. Трафики шимол-ҷанубро метавон аз калиди канорӣ, ки ба калиди Leaf мувозӣ аст, ба роутери WAN равона кард.
Муқоиса байни меъмории шабакаи Spine/Leaf ва меъмории шабакаи анъанавии сеқабата
Афзалиятҳои барги сутунмӯҳра
Ҳамвор:Тарҳи ҳамвор роҳи муоширатро байни серверҳо кӯтоҳ мекунад ва дар натиҷа таъхири вақт кам мешавад, ки метавонад кори барномаҳо ва хидматро ба таври назаррас беҳтар созад.
Миқёспазирии хуб:Вақте ки паҳнои банд нокифоя аст, зиёд кардани шумораи коммутаторҳои қаторкӯҳ метавонад паҳнои бандро ба таври уфуқӣ васеъ кунад. Вақте ки шумораи серверҳо зиёд мешавад, агар зичии порт нокифоя бошад, мо метавонем коммутаторҳои баргро илова кунем.
Кам кардани хароҷот: Ҳаракати нақлиёт ба самти шимол ва ҷануб, ки аз гиреҳҳои барг ё аз гиреҳҳои қаторкӯҳ мебарояд. Ҷараёни шарқ-ғарб, ки дар масирҳои гуногун тақсим шудааст. Бо ин роҳ, шабакаи қаторкӯҳҳои барг метавонад коммутаторҳои конфигуратсияи собитро бидуни ниёз ба коммутаторҳои гаронбаҳои модулӣ истифода барад ва сипас хароҷотро кам кунад.
Кам таъхир ва пешгирии бандшавӣ:Ҷараёнҳои додаҳо дар шабакаи Leaf Ridge новобаста аз манбаъ ва макон дар саросари шабака шумораи якхелаи гузаришҳоро доранд ва ҳар ду сервер Leaf - >Spine - >Leaf мебошанд, ки аз якдигар дастрасанд. Ин роҳи мустақимтари трафикро муқаррар мекунад, ки самаранокиро беҳтар мекунад ва монеаҳоро кам мекунад.
Амнияти баланд ва дастрасии баланд:Протоколи STP дар меъмории анъанавии шабакаи сесатҳа истифода мешавад ва вақте ки дастгоҳ кор намекунад, он дубора муттаҳид мешавад ва ба кори шабака ё ҳатто корношоямӣ таъсир мерасонад. Дар меъмории leaf-ridge, вақте ки дастгоҳ кор намекунад, зарурати дубора муттаҳид шудан вуҷуд надорад ва трафик аз дигар роҳҳои муқаррарӣ мегузарад. Пайвасти шабака таъсир намерасонад ва паҳнои банд танҳо бо як роҳ кам мешавад ва ба кор таъсири кам мерасонад.
Мувозинати бор тавассути ECMP барои муҳитҳое, ки дар онҳо платформаҳои идоракунии шабакаи марказонидашуда, ба монанди SDN, истифода мешаванд, хеле мувофиқ аст. SDN имкон медиҳад, ки конфигуратсия, идоракунӣ ва аз нав масир додани трафик дар сурати басташавӣ ё нокомии пайванд содда карда шавад ва топологияи пурраи шабакавии мувозинати борро ба як роҳи нисбатан соддаи танзим ва идоракунӣ табдил диҳад.
Аммо, меъмории Spine-Leaf баъзе маҳдудиятҳо дорад:
Як камбудӣ дар он аст, ки шумораи коммутаторҳо андозаи шабакаро зиёд мекунад. Маркази додаҳои меъмории шабакаи Leaf Ridge бояд коммутаторҳо ва таҷҳизоти шабакавиро мутаносибан ба шумораи муштариён зиёд кунад. Бо афзоиши шумораи хостҳо, барои пайвастшавӣ ба коммутатори Ridge шумораи зиёди коммутаторҳои Leaf лозим мешавад.
Пайвастагии мустақими коммутаторҳои қаторкӯҳ ва барг мувофиқатро талаб мекунад ва умуман, таносуби оқилонаи паҳнои банд байни коммутаторҳои қаторкӯҳ ва барг набояд аз 3:1 зиёд бошад.
Масалан, дар коммутатори барг 48 муштарии суръати 10 Гбит/с мавҷуд аст, ки иқтидори умумии порти онҳо 480 Гбит/с аст. Агар чор порти пайвасти 40G-и ҳар як коммутатори барг ба коммутатори 40G ridge пайваст карда шаванд, он иқтидори пайвасти 160 Гбит/с хоҳад дошт. Таносуб 480:160 ё 3:1 аст. Пайвандҳои болоравии маркази додаҳо одатан 40G ё 100G мебошанд ва метавонанд бо мурури замон аз нуқтаи ибтидоии 40G (Nx 40G) ба 100G (Nx 100G) интиқол дода шаванд. Қайд кардан муҳим аст, ки пайвасти боло бояд ҳамеша нисбат ба пайвасти поёнрав тезтар кор кунад, то пайвасти портро масдуд накунад.
Шабакаҳои Spine-Leaf инчунин талаботи равшани пайвасткунии симро доранд. Азбаски ҳар як гиреҳи leaf бояд ба ҳар як коммутатори spine пайваст карда шавад, мо бояд кабелҳои мисӣ ё нахи оптикии бештар гузаронем. Масофаи пайвасткунӣ хароҷотро зиёд мекунад. Вобаста аз масофаи байни коммутаторҳои ба ҳам пайвастшуда, шумораи модулҳои оптикии баландсифат, ки аз ҷониби меъмории Spine-Leaf талаб карда мешаванд, даҳҳо маротиба бештар аз меъмории сесатҳаи анъанавӣ мебошад, ки арзиши умумии ҷойгиркуниро зиёд мекунад. Аммо, ин боиси афзоиши бозори модулҳои оптикӣ, махсусан барои модулҳои оптикии баландсуръат ба монанди 100G ва 400G шудааст.
Вақти нашр: 26 январи соли 2026
