Nella progettazione di un data center ovviamente non esiste a priori una topologia di rete migliore in assoluto Le variabili, infatti, sono diverse da azienda ad azienda, da business a business.
Per chi si occupa del networking, orientarsi tra le principali configurazioni di rete semplifica la comprensione di quale possa funzionare meglio per il vostro traffico e aiuta a trovare spunti per risolvere i problemi di connessione esistenti.
Quali sono le principali topologie di rete dei data center?
Oggi le reti dei data center sono caratterizzate principalmente da una topologia a tre livelli.
Questa comprende un nucleo di switch connessi tra loro e collegati ai provider di networking esterni, un livello per la gestione degli accessi o degli utenti, un livello di aggregazione tra i primi due livelli che trasferisce le informazioni con uno schema nord-sud.
La rete dorsale, di fatto è una topologia di network che nei data center sta diventando predominante, rispetto a un traffico di rete impostato con uno schema est-ovest.
Questa topologia potenzia la dorsale con strati costituiti da più switch per gestire il traffico all’interno del data center, come una SAN (Storage Area Network) del traffico di rete. Questo tipo di progettazione è indicata per situazioni e applicazioni specifiche.
Topologie di rete alternative ed emergenti
In alternativa, i nuovi progettisti di rete possono ripensare completamente il design del networking, spostando l’intelligenza della rete negli host, utilizzati come nodi in aggiunta agli switch tradizionali. I network principali oggi possono non aver bisogno di questo tipo di capacità.
C’è da considerare, però, che trend emergenti spesso poi risultano andare per la maggiore. Soprattutto quando si ha a che fare con la tecnologia, non è detto che quello che non sembra interessante e utile oggi, non lo diventi domani.
Esistono anche un’altra serie di topologie di networking riconosciute e condivise, opzionali alla configurazione a tre livelli o a quella dorsale. Sono meno diffuse nel mondo dello sviluppo ma sono pertinenti e anche molto sensate a supporto dei data center. Eccone 10:
1) Dorsale multilivello. Si tratta di un approccio che rende scalabile una dorsale in senso orizzontale, aggiungendo un secondo livello in verticale.
2) Hypercube. Questa topologia si configura come una rete tridimensionale che si presenta proprio come un cubo: in pratica, è una scatola a sei facce, con gli switch localizzati in corrispondenza di ognuno degli otto angoli del solido. Un ipercubo 4D, invece, è un cubo all’interno di un cubo, con switch agli angoli collegati tra loro: in sintesi il cubo interno è collegato al cubo esterno tramite gli angoli. Gli host si collegano agli switch sul cubo esterno. Un’azienda ha bisogno di capire in dettaglio il traffico delle applicazioni per capire quale topologia di ipercubo corrisponde alle sue esigenze.
3) Toroidale. Questo termine si riferisce a qualsiasi topologia di rete conformata a ciambella. Un toroide 3D è un sistema di networking altamente strutturato, costituito da una serie di toroidi (ogni toro topologico è uno spazio omeomorfo prodotto da due circonferenza) ed è una scelta piuttosto comune in ambienti di calcolo ad alte prestazioni, perché possono contare su una serie di switch di interconnessione tra i vari nodi di calcolo.
4) Jellyfish. La topologia Medusa è in gran parte casuale. Questo tipo di configurazione di rete presuppone che gli switch siano collegati in base alle preferenze del progettista di rete. I risultati delle ricerche dicono che le sperimentazione effettuate con i modelli a Medusa hanno portato ad un aumento del 25% della capacità rispetto alle reti tradizionali.
5) Scafida. È un’altra topologia di networking libera: Scafida infatti, come la Medusa presuppone una casualità nella progettazione. Paradossalmente, pur nella sua modalità random, la struttura ha una sua evidenza. Metaforicamente parlando, Medusa è simile allo schema di volo delle compagnie aeree: una serie di switch di end up che si collega agli hub.
6) DCell. In questo caso diversi server si presentano con tutta una serie di interfacce di rete (Network Interface Cards – NIC). Nella topologia DCell ogni server è dotato di quattro o più schede di rete. Alcune di queste schede di rete, tramite una cella, collegano un server all’altro, mentre il resto delle interconnessioni avviene tramite switch.
7) FiConn. Simile a DCell, FiConn utilizza una gerarchia di networking del tipo server-to-server costituita da celle e da interconnessioni. La differenza è che include solo due schede di rete per ogni server.
8) BCube. Come DCell e FiConn, BCube utilizza le porte in più di ogni server per stabilire la comunicazione diretta, ma è studiato nello specifico a supporto dei data center modulari che vengono distribuiti come container. Dietro a BCube c’è Microsoft, che ha costruito il protocollo BCube Source Routing per gestire gli invii verso i data center utilizzando questa specifica topologia di networking.
9) CamCube. Questa topologia è a tutti gli effetti un toroide 3D che gira in ambiente CamCubeOS Microsoft. Lo scopo è quello di ottimizzare il flusso di traffico attraverso il toroide, utilizzato per interconnettere gruppi di host. CamCubeOS presuppone che i tradizionali paradigmi di inoltro della rete siano inefficaci e questa topologia ne risolve il gap.
10) Butterfly. La farfalla piatta di Google è uno schema di rete simile a una scacchiera. In questa griglia di switch il traffico di una certa dimensione può passare attraverso qualsiasi switch. Lo scopo è quello di ridurre il consumo di energia, che rientra tra i problemi principali di Google.
