Kaj je medsebojno povezovanje podatkovnih centrov

 

 

Razvoj infrastrukture podatkovnega centra

 

Eksponentna rast storitev računalništva v oblaku in spletnih aplikacij je bistveno spremenila zahteve za infrastrukturo podatkovnih centrov. V središču te preobrazbe je ključni pomen arhitekture medsebojnega povezovanja podatkovnega centra, ki služi kot hrbtenica za sodobne porazdeljene računalniške sisteme.

 

Razumevanje zapletenosti in omejitev trenutnih arhitekturnih pristopov je bistvenega pomena za razvoj naslednjih - generacij rešitev, ki lahko ustrezajo zahtevnim zahtevam sodobnih digitalnih storitev. Ker se organizacije vedno bolj zanašajo na storitve, ki temeljijo na oblaku -, analitika velikih podatkov in porazdeljeno računalništvo, so učinkovitost, razširljivost in zanesljivost medsebojnih povezav v podatkovnem centru postali najpomembnejši pomisleki.

 

 

 

 

Tri - implementacija topologije

 

V treh topoloških konfiguracijah - dodatna plast nad stopnjo združevanja vključuje jedrna stikala, ki medsebojno povezujejo agregacijsko stikalo skozi 10 Gbps ali 100 Gbps povezav (običajno implementirane kot povezane 10 Gbps priključkov). Ta hierarhični podatkovni center Interconnect Architecture ponuja pomembne prednosti glede na razširljivost in toleranco na napake.

 

Na primer, TOR stikala so običajno povezana z dvema ali več agregacijskimi stikali, kar zagotavlja odvečne poti, ki povečujejo celotno zanesljivost sistema in zagotavljajo nenehno razpoložljivost storitev tudi med okvarami komponent.

 

 

Prednosti razširljivosti tega pristopa postanejo očitne pri preučevanju matematičnega napredovanja možnosti povezljivosti. Vsaka dodatna stopnja eksponentno poveča potencial za strežnik - na - komunikacijske poti strežnika, kar omogoča, da podatkovni centri sprejmejo tisoče strežnikov, hkrati pa ohranjajo sprejemljive ravni uspešnosti.

 

Značilnosti tolerance napak so enako impresivne, saj več odvečnih poti zagotavljajo, da omrežne okvare na kateri koli točki ne povzročajo popolne motnje v storitvi. Ta odpornost je ključnega pomena za vzdrževanje sporazumov o ravni storitev (SLA) in zagotavljanje kontinuitete poslovanja za kritične aplikacije.

 

Izzivi porabe energije in energetske učinkovitosti

 

Kljub arhitekturnim prednostim se sodobna arhitektura medsebojne povezave z medsebojnim povezovanjem sooča z velikimi izzivi, povezanimi s porabo energije in energetsko učinkovitostjo. Primarna omejitev izhaja iz velikih potreb po moči stikal TOR, agregacijskih stikal in jedrnih stikal v kombinaciji z obsežno infrastrukturo kablov, ki je potrebna za njihovo medsebojno povezovanje.

 

Večja poraba teh moči teh stikalnih komponent je predvsem od optičnih - do - električne (oe) in električne - do - optične (EO) odzivnike, ki temeljijo na volilnih preklopnih sistemih.

 

 

Ko se podatkovni centri spreminjajo, da bi lahko prilagodili večje delovne obremenitve, postane kumulativni učinek teh potreb po moči velik operativni problem, tako iz perspektive stroškov kot o okolju. Sodobni objekti morajo uravnotežiti zahteve glede zmogljivosti s cilji energetske učinkovitosti, kar ustvarja zapletene izzive za optimizacijo za oblikovalce arhitekture podatkovnega centra.

 

Izziv za energetsko učinkovitost je še dodatno dopolnjena z naraščajočo gostoto strežnikov in mrežne opreme v sodobnih podatkovnih centrih. Konfiguracije večje gostote izboljšujejo uporabo prostora, vendar ustvarjajo več toplote, kar zahteva dodatno hladilno infrastrukturo, ki porabi še več energije. To ustvarja začaran krog, kjer povečana računalniška zmogljivost zahteva več moči za delovanje in večjo moč za hlajenje.

 

 

Upoštevanje zamud in vpliv na uspešnost

 

Druga kritična omejitev trenutnih omrežij podatkovnih centrov vključuje zamudo, uvedeno prek več trgovin - in - faze naprej. Ko podatkovni paketi prehajajo iz enega strežnika na drugega prek hierarhične strukture stikal Tor, agregacijskih stikal in jedrnih stikal, občutijo znatne zamude v čakalni vrsti in zamude obdelave na vsakem vmesnem vozlišču.

 

Kumulativni učinek teh zamud lahko bistveno vpliva na uspešnost aplikacije, zlasti za latenco - občutljive delovne obremenitve, kot so Real - časovna analitika, visoko - trgovanje s frekvenco in interaktivne spletne aplikacije.

 

Za aplikacije, ki zahtevajo mikrosekundo - odzivni odziv, lahko zaradi teh nakopičenih zamud določene sporazume o ravni storitve nedosegljive. Ko se več aplikacij premakne v realno - časovno obdelavo in nizke - zahteve za zamude -, kot so tiste v finančnih storitvah, avtonomnih vozilih in industrijske avtomatizacije -, postane potreba po zmanjšanju zamud v podatkovnih sredstvih vse bolj kritična.

 

Zahteve glede razširljivosti in nastajajoči izzivi

 

Ko se podatkovni centri še naprej širijo na podporo nastajajočih spletnih aplikacij in storitev računalništva v oblaku, postane povpraševanje po učinkovitejših rešitev medsebojne povezave vse bolj nujno. Trenutni arhitekturni pristopi se soočajo s temeljnimi omejitvami v smislu izboljšanja pretoka, zmanjšanja zamud in optimizacije porabe energije.

 

Medtem ko so številni raziskovalci poskušali izboljšati pasovne širine za blagovno stikalo - medsebojne povezave podatkovnega centra z izboljšanimi implementacijami TCP in izboljšanimi modeli Ethernet, splošne izboljšave ostajajo omejene z obstoječimi tehnološkimi grli.

 

Naraščajoči obseg podatkovnih centrov zahteva nove pristope k medsebojni povezavi arhitekture, ki lahko obravnavajo večje potrebe po pasovni širini

 

 

Zahteve glede pasovne širine za sodobne aplikacije še naprej rastejo po stopnjah, ki presegajo usmeritve izboljšav tradicionalnih preklopnih tehnologij. Delovna obremenitev strojnega učenja, analitika velikih podatkov in porazdeljene računalniške aplikacije ustvarjajo vzorce prometa, ki stresnejo konvencionalni podatkovni center medsebojno povezujejo arhitekturo, ki presega njihove optimalne delovne parametre.

 

Poleg tega naraščajoča razširjenost East - zahodni promet (strežnik - na - komunikacija strežnika znotraj podatkovnega centra) v primerjavi s tradicionalnim severnim - južnim prometom (odjemalec- do {{5} strežnika) potrebuje arhitekturne prilagoditve. Ta premik v prometnih vzorcih - od pretežno zunanjih zahtev strank do notranje obdelave podatkov in sinhronizacije - zahteva ponovno premikanje, kako so omrežja podatkovnih centrov strukturirane in optimizirane.

 

Ekonomski in operativni premisleki

 

Z ekonomske perspektive skupni stroški lastništva za tradicionalno arhitekturo medsebojne povezave podatkov ne vključujejo ne le začetnih kapitalskih izdatkov za preklapljanje opreme, temveč tudi stalne operativne stroške, povezane z porabo energije, zahtev za hlajenje in režijskimi stroški vzdrževanja.

 

Linearno razmerje med skaliranjem uspešnosti in skaliranjem stroškov ustvarja ekonomske ovire, ki omejujejo izvedljivost preprosto dodajanja bolj tradicionalne preklopne zmogljivosti za reševanje zahtev glede zmogljivosti. Ko se podatkovni centri rastejo, se stroški, povezani s porazdelitvijo električne energije, hladilnim infrastrukturi in fizičnim prostorom, tudi nesorazmerno povečujejo.

 

Operativna kompleksnost se znatno poveča tudi, saj podatkovni center medsebojno povezujejo arhitekturne lestvice. Upravljanje omrežja, upravljanje konfiguracije in odpravljanje težav postajajo vse bolj zahtevni, ko število stikal in medsebojnih povezav raste.

 

Upravni režijski stroški, povezani z ohranjanjem doslednih konfiguracij na stotine ali tisoč preklopnih naprav, ustvarja operativna tveganja in povečuje verjetnost človeške napake. Ta zapletenost lahko privede do daljšega izpada med vzdrževanjem, počasnejšo uvajanje novih storitev in večje težave pri prepoznavanju in reševanju omrežnih težav.

 

Evolucija tehnologije

 

Omejitve trenutnih pristopov medsebojne povezave z arhitekturi podatkovnih centrov so motivirale obsežne raziskave alternativnih tehnologij in arhitekturnih paradigm. Programska oprema - Definirani pristopi omrežja (SDN) ponujajo potencialne rešitve za zmanjšanje zapletenosti konfiguracije in izboljšanje učinkovitosti upravljanja omrežja.

 

Optične preklopne tehnologije lahko zagotavljajo poti za zmanjšanje porabe energije, hkrati pa povečajo zmogljivosti pasovne širine. Z odpravo potrebe po pogostih optičnih - do - električne in električne - do - optične konverzije lahko te tehnologije znatno zmanjšajo tako zamudo kot porabo energije.

 

 

Nastajajoče tehnologije, kot so silikonska fotonika, preklop optičnega vezja in hibridna optična - električne arhitekture, predstavljajo obetavna navodila za naslednje - Generation Data Center Interconnect Architecture. Te tehnologije ponujajo potencial za reševanje temeljnih omejitev trenutnih pristopov, hkrati pa zagotavljajo razširljivosti za prihodnje zahteve po rasti.

 

Poleg tega se nove omrežne topologije -, kot so sploščene omrežja metuljev, omrežja Dragonfly in konfiguracije hipercube -, raziskujejo kot alternative tradicionalnim maščobam -. Ti modeli so namenjeni zmanjšanju števila omrežnih hmelj, zmanjšanja zamud in izboljšanja splošne učinkovitosti omrežja za velike - lestvice podatkovnih centrov.