डेटा सेंटर टेक्नोलॉजीज: QFX स्विच पर सामान्य जानकारी

आलेख डेटा केंद्रों में नेटवर्क के निर्माण के बुनियादी सिद्धांतों पर चर्चा करता है, जुनिपर नेटवर्क से हार्डवेयर समाधान के उदाहरण प्रदान करता है। यह एक गहन तकनीकी विश्लेषण नहीं करता है, लेकिन यह संभवतः उन लोगों के लिए उपयोगी होगा जो अपने पहले छोटे डेटा सेंटर को व्यवस्थित करने जा रहे हैं, या मौजूदा डेटा केंद्रों में वैकल्पिक समाधान और नए अवसरों को देख रहे हैं।

डेटा केंद्रों में संचार नेटवर्क के निर्माण का विषय आज नए से बहुत दूर है। यह क्षेत्र वर्तमान में तेजी से विकास के दौर से गुजर रहा है, जो सूचना भंडारण की बढ़ती जरूरतों, साथ ही सेवाओं और प्रौद्योगिकियों के बड़े पैमाने पर "बादलों" के लिए उचित है।

इस संबंध में, डेटा सेंटर में डेटा नेटवर्क की आवश्यकताएं हर दिन बढ़ रही हैं। यह मानवता को नेटवर्क प्रबंधन, यातायात प्रसंस्करण और उपकरण संचालन के लिए नई तकनीकों को विकसित करने के लिए मजबूर करता है। मौजूदा समाधानों का अनुकूलन करें, और निश्चित रूप से मानव संसाधन पर बोझ को कम करें ताकि मानव कारक से जुड़ी त्रुटियों को खत्म किया जा सके।

एक महत्वपूर्ण परिवर्तन डेटा सेंटर में ट्रैफ़िक प्रवाह की दिशा थी - यदि पहले बड़े ट्रैफ़िक प्रवाह नीचे से ऊपर की ओर - लंबवत रूप से, सर्वर से बाहरी दुनिया के लिए, अब स्थिति पूरी तरह से अलग है, और अब सर्वर एक-दूसरे के साथ संचार करते हैं, एक दूसरे को सूचनाओं के बड़े प्रवाह को संचारित करते हैं, जिससे वॉल्यूम के अनुपात में परिवर्तन होता है। "क्षैतिज" विनिमय के पक्ष में यातायात।

1953 में, गणितज्ञ चार्ल्स क्लोस ने टेलीग्राफ नेटवर्क में उपयोग के लिए नेटवर्क कनेक्शन के अनुकूलन की समस्या को हल किया। "प्रत्येक के साथ प्रत्येक" कनेक्शन विधि निरर्थक थी और कार्यान्वयन के लिए बड़े संसाधनों की आवश्यकता थी। क्लोज़ का विचार तीन स्तरों की योजना के अनुसार एक नेटवर्क बनाने का था। प्रवेश - इंटरमीडिएट - बाहर निकलें। इस योजना में, शारीरिक कनेक्शन की संख्या में तेजी से कमी आई थी, लेकिन ऑपरेशन के लिए समग्र नेटवर्क प्रदर्शन पर्याप्त था।



डेटा सेंटर में डेटा ट्रांसमिशन नेटवर्क के निर्माण के लिए इसी सिद्धांत को आधार बनाया गया था। एकमात्र परिवर्तन के साथ, "इनपुट" और "आउटपुट" स्तरों को एक में जोड़ा गया, क्योंकि सर्वर दोनों सूचना और उसके उपभोक्ता का एक स्रोत हैं। अंत में, हमें स्पाइन - लीफ के सिद्धांत के अनुसार एक नेटवर्क कनेक्शन योजना मिली।


स्पाइन - लीफ नेटवर्क कनेक्शन डायग्राम

योजना प्रकृति में पौधों के साथ समानता से बनाई गई है। पत्ता - पत्ता। पत्तियां ट्रंक से जुड़ी होती हैं। रीढ़ - ट्रंक (या रिज)। नतीजतन, हमें एक सामान्य संरचना मिलती है।

पत्ता। एक्सेस स्तर के उपकरण जहां डेटा सेंटर में सर्वर कनेक्ट होते हैं। ये हाई पोर्ट डेंसिटी के साथ टॉप ऑफ रैक स्विच हैं। जैसा कि आप आंकड़ा से देख सकते हैं, सभी लीफ उपकरण अलग-अलग लाइनों में प्रत्येक स्पाइन स्विच से जुड़े हैं। यह आपको अतिरेक और दोष सहिष्णुता के उच्च स्तर को प्राप्त करने की अनुमति देता है।

रीढ़ की हड्डी। "एकत्रीकरण" स्तर के उपकरण आमतौर पर 25/40/50/100 Gbit / s के उच्च बंदरगाह घनत्व वाले उत्पादन उपकरण होते हैं। इस उपकरण की एक विशिष्ट विशेषता समर्थित कार्यक्षमता की एक विस्तृत श्रृंखला है, और लीफ के स्तर की तुलना में अधिक प्रदर्शन है।

नतीजतन, हमें एक योजना मिलती है जिसमें स्पाइन-स्तरीय उपकरणों के माध्यम से ट्रैफ़िक बहता है। यदि सर्वर, स्रोत और रिसीवर दोनों एक ही लीफ स्विच से जुड़े हों, तो यातायात प्रवाह का ऐसा वितरण इष्टतम नहीं लग सकता है। और यह सही है, इस मामले में, ट्रैफिक लीफ स्विच के माध्यम से सीधे उच्च स्तर तक बढ़ने के बिना गुजरता है।

QFX डेटा सेंटर नेटवर्क के निर्माण के लिए स्विच की एक श्रृंखला है।



संक्षिप्त नाम QFX कोई तार्किक अर्थ नहीं रखता है, इसलिए हम इन तीन अक्षरों के अर्थ में नहीं जाएंगे। इस उपकरण को जुनिपर नेटवर्क द्वारा विकसित और विपणन किया गया, जो दूरसंचार उपकरण के विकास और निर्माण में अग्रणी कंपनी थी।

आजकल, दूरसंचार उपकरणों के किसी भी स्वाभिमानी निर्माता, चाहे सिस्को, अरिस्टा, एक्सट्रीम, और कुछ अन्य, डेटा केंद्रों में स्विचिंग और रूटिंग मुद्दों से संबंधित हैं।

नेटवर्क सॉफ़्टवेयर के निर्माता, जो पूर्व-स्थापित सॉफ़्टवेयर के बिना उपकरण के साथ या सर्वर प्लेटफ़ॉर्म पर सीधे उपयोग किए जा सकते हैं, एक दिलचस्प स्थिति लेते हैं। इस दिशा का विकास दूरसंचार उत्पादों के निर्माताओं के साथ नए उत्पादों और प्रौद्योगिकियों के निर्माण में निकट सहयोग से होता है।

जुनिपर नेटवर्क QFX हार्डवेयर पर वापस जाएं। पूरी श्रृंखला को डेटा केंद्रों की जरूरतों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सॉफ्टवेयर को आवश्यक कार्यक्षमता को ध्यान में रखते हुए लिखा गया है, उपकरण वास्तुकला दोष सहिष्णुता और अतिरेक की आवश्यकताओं को ध्यान में रखता है।



डेटा केंद्रों के लिए स्विच की रेखा को निम्नलिखित श्रृंखला द्वारा दर्शाया गया है:

• QFX51xx श्रृंखला - पत्ती स्तर के उपकरण।
• QFX52xx श्रृंखला उपकरण है जो लीफ स्तर पर और स्पाइन स्तर पर दोनों का उपयोग किया जा सकता है।
• QFX10k श्रृंखला - स्पाइन स्तर के उपकरण।

श्रृंखला के आधार पर, उपकरण ब्रॉडकॉम चिप्स या जुनिपर के स्वयं के विकास पर बनाया गया है। दोनों एक और दूसरे विकल्प में उनके पेशेवरों और विपक्ष हैं।

QFX51xx पर विचार करें - पुराने QFX5100, साथ ही QFX5110 का अपडेटेड वर्जन। दोनों स्विच ब्रॉडकॉम ट्रिडेंट 2+ पर आधारित हैं, लेकिन अलग-अलग संस्करण हैं। नतीजतन, हमें ऑपरेशन में स्विच का समान व्यवहार नहीं मिला, और निश्चित रूप से, सॉफ्टवेयर फ़ंक्शन और पोर्ट क्षमता के लिए अलग-अलग समर्थन। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, यह उपकरण मुख्य रूप से लीफ डिवाइस के रूप में तैनात है। छोटे डेटा केंद्रों में स्पाइन डिवाइस के रूप में 51xx श्रृंखला का उपयोग करना संभव है।

QFX51xx AC / DC, AC / AC, DC / DC स्कीम के अनुसार बिजली की आपूर्ति के अतिरेक का समर्थन करता है।

सॉफ्टवेयर, उपकरण वर्चुअलाइजेशन तंत्र का उपयोग करके बनाया गया है। कंपनी स्विच की अन्य श्रृंखला के विपरीत, Junos OS ऑपरेटिंग सिस्टम KVM हाइपरवाइज़र के तहत एक वर्चुअल मशीन के रूप में चलता है जो डिवाइस पर चलता है। इसके लिए धन्यवाद, समाधान सॉफ्टवेयर अपडेट तकनीक - TISSU का समर्थन करता है। अपग्रेड प्रक्रिया के दौरान, अतिरिक्त जूनोस ओएस वर्चुअल मशीनें बनाई जाती हैं, और उनके बीच स्विच करना न्यूनतम सेवा रुकावट के साथ होता है।



QFX5100 को ट्राइडेंट 2+ चिप के पुराने संस्करण पर बनाया गया है और, मेरी विनम्र राय में, पहले से ही रिटायर होने के योग्य है, अपने बड़े भाई QFX5110 को रास्ता दे रहा है।

QFX5100 को कई संशोधनों में बनाया गया है:

• QFX5100-48S - 48-पोर्ट SFP + स्विच 6 QSFP + पोर्ट।
• QFX5100-96S एक 96-पोर्ट SFP + 8 QSFP + पोर्ट के साथ स्विच है।
• QFX5100-24Q - 24 पोर्ट QSFP + स्विच।
• QFX5100-48T - 48-पोर्ट 10G बेस-टी स्विच 6 QSFP + पोर्ट।

QFX5110 51xx सीरीज़ में एक नया मॉडल है, जिसे ट्राइडेंट 2+ चिप के अपडेटेड वर्जन पर बनाया गया है। मेरी राय में, यह अब लीफ डिवाइस के रूप में काम करने के लिए सबसे अच्छा जुनिपर समाधान उपलब्ध है।

QFX5110 - 51xx श्रृंखला में एक नया मॉडल, जिसे ट्राइडेंट 2+ चिप के एक अद्यतन संस्करण पर बनाया गया है

QFX5110 को कई संस्करणों में बनाया गया है

• QFX5110-48S - 48-पोर्ट SFP + 4-पोर्ट स्विच QSFP28।
• QFX5110-32Q 32 QSFP + पोर्ट या 20 QSFP28 पोर्ट के लिए एक स्विच है।

सामान्य तौर पर, कोई टर्मिनल उपकरणों पर स्विच करने के लिए 10 Gb / s पोर्ट के उच्च घनत्व को नोट कर सकता है, और बल्कि 100 Gb / s के "विस्तृत" अपलिंक पोर्ट, जो 51 वीं मॉडल स्विच पूरी तरह से लोड होने पर "1: 1.2" तक री-सब्सक्रिप्शन अपलिंक स्तर प्राप्त करने की अनुमति देता है। मुझे लगता है कि यह एक अच्छा संकेतक है।

एक छोटी तुलना तालिका:



QFX52xx श्रृंखला पर विचार करें। इस श्रृंखला के उपकरण दो मॉडल QFX5200, साथ ही QFX5210 द्वारा दर्शाए गए हैं। पूरी श्रृंखला पहली पीढ़ी की ब्रॉडकॉम टॉमहॉक चिप पर बनी है। यह समाधान की कार्यक्षमता और प्रदर्शन पर अपनी सीमाएं लगाता है। श्रृंखला को छोटे डेटा केंद्रों के स्पाइन उपकरणों के रूप में, या लीफ डिवाइसेस के रूप में तैनात किया जाता है यदि यह 25 Gb / s टर्मिनल उपकरण कनेक्ट करने के लिए आवश्यक है। यह QSFP28 बंदरगाहों के उच्च घनत्व और इस तथ्य के कारण है कि उपकरण सीमित कार्यक्षमता के साथ, ब्रॉडकॉम के वाणिज्यिक चिप पर बनाया गया है।

QFX52xx एसी / डीसी, एसी / एसी, डीसी / डीसी स्कीम के अनुसार बिजली की आपूर्ति के अतिरेक का समर्थन करता है।

QFX51xx उपकरणों पर सॉफ्टवेयर के संचालन के बारे में उपरोक्त सभी QFX52xx श्रृंखला के लिए भी मान्य है। जूनोस ओएस ऑपरेटिंग सिस्टम एक वर्चुअल मशीन की तरह काम करता है, जिसमें TISSU को होस्ट करने की क्षमता होती है।

QFX5200 को दो मॉडल द्वारा दर्शाया गया है, ब्रॉडकॉम टॉमहॉक चिप पर निर्मित पुराने QFX5200-32C और ब्रॉडकॉम टॉमहॉक + चिप पर निर्मित नए QFX5200-48Y:

• QFX5200-32C - 32 पोर्ट स्विच QSFP28।
• QFX5200-48Y - 48 पोर्ट SFP28 स्विच 6 QSFP28 पोर्ट।

QFX5210 को एक मॉडल द्वारा दर्शाया गया है, जो वास्तव में, दो QFX5200-32C स्विच है, जो हमें एक ही सीमा प्रदान करता है।

QFX5210-64C - QSFP28 64 पोर्ट स्विच।

अंत में, हमें अपेक्षाकृत कम पैसे के लिए 100 जीबी / एस का उच्च बंदरगाह घनत्व प्राप्त होता है, जो इस उपकरण को छोटे और मध्यम आकार के डेटा केंद्रों में एक अच्छा रीढ़ समाधान बनाता है। इसके अलावा, मैं उस क्षण को नोट करना चाहता हूं कि उपकरण 25 जीबी / एस की गति से लीफ स्तर के प्रवास की अनुमति देता है

चलिए QFX10k श्रृंखला पर चलते हैं। इस श्रृंखला के उपकरण को जूनिपर के स्वयं के विकास, Q5 चिप, 500 Gb / s की क्षमता के साथ बनाया गया है। इस चिपसेट में RIB / FIB रूटिंग जानकारी संग्रहीत करने के लिए बाहरी मेमोरी कनेक्ट करने की क्षमता है। यह आपको उच्च-प्रदर्शन उपकरणों का निर्माण करने और नई कार्यक्षमता को पेश करने की अनुमति देता है क्योंकि यह सॉफ्टवेयर अपडेट के माध्यम से बाजार पर दिखाई देता है। स्पैक्स स्तर पर बड़े डेटा केंद्रों में उपयोग के लिए, साथ ही दो भौगोलिक रूप से अंतरित डेटा केंद्रों - डीसीआई - डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट के बीच लिंक के निर्माण के लिए QFX10k श्रृंखला स्विच को सभी मौजूदा बाजार की जरूरतों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

QFX10k स्विच फिक्स्ड और मॉड्यूलर दोनों डिज़ाइन में उपलब्ध हैं।



QFX10002 एक 2RU फिक्स्ड-मोड स्विच है। श्रृंखला में कई मॉडल शामिल हैं:

• QFX10002-36 / 72Q 36/72 QSFP + पोर्ट या 12/24 QSFP28 पोर्ट के लिए समर्थन के साथ स्विच।
• 60 QSFP28 पोर्ट के लिए समर्थन के साथ QFX10002-60C स्विच।

QFX100xx एक मॉड्यूलर स्विच है। ये विभिन्न प्रकार के लाइन कार्डों को जोड़ने की क्षमता के साथ बड़ी चेसिस हैं, जो विभिन्न प्रकार के इंटरफेस (SFP, SFP +, SFP28, QSFP +, QSFP28) के लिए समर्थन प्रदान करती हैं। उपकरण एक चेसिस के भीतर घटकों के अतिरेक के उपयोग की अनुमति देता है, जैसे नियंत्रण मॉड्यूल, लाइन कार्ड।

श्रृंखला में एक चेसिस शामिल है जिसमें 8 या 16 लाइन कार्ड शामिल करने की क्षमता है।



आज QFX10k उपकरण डेटा सेंटर नेटवर्क के लिए "स्पाइन डिवाइसेस" खंड में एक अग्रणी स्थान रखता है। इस खंड में अन्य निर्माताओं के उपकरण के साथ स्विच मजबूत प्रतिस्पर्धा में हैं।

जूनोस टेलीमेट्री का उपयोग करते हुए सभी उपकरण नेटकोनफ रिमोट कॉन्फ़िगरेशन तंत्र, सांख्यिकी संग्रह और एनालिटिक्स का समर्थन करते हैं।

सामान्य तौर पर, हमने नेटवर्क निर्माण की भौतिक टोपोलॉजी की समीक्षा की - सबसे अच्छे अभ्यास संस्करण में - जुनिपर से संभव उपकरणों की। यह ध्यान देने योग्य है कि अन्य उपकरण निर्माताओं में ऐसे स्विच के एनालॉग हैं। हमारी समीक्षा का उपयोग करते हुए, आप हमेशा यह चुन सकते हैं कि आपको सबसे अच्छा क्या सूट करता है।

अंत में, मैं डेटा केंद्रों में संचार नेटवर्क के निर्माण के लिए तार्किक विकल्पों पर विचार करने का प्रस्ताव करता हूं।

तिथि करने के लिए, मैं नेटवर्क के तार्किक निर्माण के लिए दो विकल्पों में अंतर कर सकता हूं:

स्वामित्व एल्गोरिदम और कार्य प्रोटोकॉल के आधार पर।
खुले एल्गोरिदम और कार्य प्रोटोकॉल के आधार पर।

हम अभी भी निर्माता जुनिपर नेटवर्क पर विचार कर रहे हैं।

पहले मामले में, डेटा केंद्रों में नेटवर्क बनाने के दो मुख्य समाधान हैं:

आभासी चेसिस कपड़े
जूनोस फ्यूजन डाटासेंटर

वर्चुअल चेसिस फैब्रिक। समाधान जुनिपर की वर्चुअल चेसिस तकनीक का विकास है। आंतरिक वीसीपीसी प्रोटोकॉल का उपयोग करके एक समान चेसिस में स्विच के संयोजन के लिए एक ही सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। VCCP खुले IS-IS प्रोटोकॉल पर आधारित है, और इसका संशोधित संस्करण है। नतीजतन, समाधान के संचालन का तंत्र अंत उपयोगकर्ता से छिपा हुआ है, और डेवलपर्स के लिए छोड़ दिया गया है, जो ऑपरेशन के दौरान उत्पन्न होने वाली किसी भी समस्या को हल करना मुश्किल बनाता है, लेकिन आपको तैयार उत्पाद का उपयोग करने की अनुमति देता है।

• मुख्य स्विच के माध्यम से प्रबंधन का एकल बिंदु।
• रीढ़ के लिए समर्थन - पत्ता वास्तुकला।
• उपकरणों की अधिकतम संख्या 20 टुकड़े (4 रीढ़ और 16 पत्ती) है।
• 10 Gb / s समर्थन के साथ 1536 एक्सेस पोर्ट तक स्केलिंग - एक कारखाने में FCoE।
• जूनोस स्पेस मैनेजमेंट सिस्टम।

जूनोस फ्यूजन डेटाकेंटर। समाधान कंपनी का एक नया उत्पाद है, जिसे विशेष रूप से डेटा केंद्रों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। केवल QFX-51xx / 10k श्रृंखला स्विच समर्थित हैं। समाधान 802.1BR, netconf, json-rpc प्रौद्योगिकियों पर आधारित है। एक कंसोल से नियंत्रित करने की क्षमता के साथ एक एकल तार्किक संरचना। समाधान सक्रिय रूप से विकसित हो रहा है, और अतिरिक्त कार्यक्षमता पेश की जा रही है।

• IEEE802.1BR पर आधारित है।
• प्रबंधन का एकल बिंदु।
• स्पाइन के लिए समर्थन - पत्ती प्रौद्योगिकी।
• उपकरणों की अधिकतम संख्या 65 टुकड़े है।
• एकल कारखाने में 6144 10 Gb / s -FCoE पोर्ट तक स्केलिंग।
• स्पाइन स्तर पर 1 या 2 उपकरणों का उपयोग करने की क्षमता।
• स्पाइन परत को QFX10k स्विच द्वारा दर्शाया गया है।
• लीफ लेवल को QFX51xx स्विच द्वारा दर्शाया गया है।
• लीफ लेवल पर लोकल स्विचिंग के लिए सपोर्ट।
• लीफ लेवल के पोर्ट पर वलान को ऑटो-कॉन्फिगर करने की क्षमता।
• जूनोस स्पेस मैनेजमेंट सिस्टम।
• समर्थन MC-LAG।

मामले में जब नेटवर्क खुले एल्गोरिदम और कार्य प्रोटोकॉल पर बनाया गया है, तो केवल एक ही समाधान है - आईपी फैब्रिक। समाधान किसी भी निर्माता के उपकरण के उपयोग की अनुमति देता है। IP फैब्रिक विशेष रूप से OSI लेयर 3 पर चलता है। इसमें कोई सामान्य प्रबंधन बिंदु और एकल कंसोल नहीं है, लेकिन स्केलिंग, साथ ही साथ समस्या निवारण की संभावनाएं काफी व्यापक हैं।

स्तरों के पृथक्करण अंडरले और ओवरले। अंडरले तकनीक के रूप में, हम IGP प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं, जो हमें ज्ञात हैं, जैसे OSPF / IS-IS, छोटे डेटा केंद्रों के लिए। यदि डेटा सेंटर में कई रैक हैं और बड़ी संख्या में कनेक्टेड टर्मिनल डिवाइस का उपयोग किया जाता है, तो हर कोई iBGP / eBGP को पसंद करता है। मेरी राय में, यहाँ, जब एक आच्छादन समाधान चुनते हैं, तो यह स्वाद और सामान्य ज्ञान का मामला है।

ओवरले समाधान के रूप में, VXLAN की तरह कुछ चुना जाता है, जो कि नेटवर्क समाधान के अधिकांश निर्माताओं द्वारा समर्थित है, साथ में MPLS या कहें, EVPN प्रौद्योगिकियाँ। जुनिपर उपकरण का उपयोग अन्य निर्माताओं के साथ समान समाधान बनाने के लिए किया जा सकता है। यहां कोई विशेष विशेषताएं नहीं हैं, मुझे लगता है, यह असंभव है।

• परिनियोजन विकल्पों की विस्तृत विविधता।
• स्पाइन के लिए समर्थन - पत्ती प्रौद्योगिकी।
• प्रौद्योगिकियों और प्रोटोकॉल का एक खुला चयन।
• विभिन्न निर्माताओं से समाधान का उपयोग करने की क्षमता।
• अन्य समाधानों की तुलना में उच्चतम मापनीयता।
• ओएसआई मॉडल के तीसरे स्तर पर ही काम करें।

इस लेख में, मैंने डेटा केंद्रों के लिए नेटवर्क के निर्माण के सिद्धांतों का एक सामान्य अवलोकन दिया, साथ ही साथ जुनिपर नेटवर्क उपकरण और उनके कार्यान्वयन के लिए समाधानों का उपयोग करने की संभावनाओं को भी बताया।

सभी तस्वीरें सामग्री इंजीनियर बुगाकोव एवगेनी के व्यक्ति में जुनिपर नेटवर्क द्वारा प्रदान की गई थीं। जिसके लिए उनका विशेष धन्यवाद।