SPINE LEAF MİMARİSİ
Spine-Leaf mimarisi, genellikle veri merkezlerinde kullanılan bir network tasarım modelidir. Bu model özellik olarak yüksek derecede performans sağlayıp, düşük seviyelerde gecikme süresi ve yüksek ölçeklenebilirlik sağlamak için tasarlanmış bir network modelidir.
Gelişen teknolojiyle birlikte yeni uygulamaların ve veri hacminin hızla büyümesiyle birlikte, veri merkezlerinin ölçeği genişlemeye ve ağ mimarisi gereksinimleri artmaya devam ediyor. Bu nedenle, veri merkezinde yeni bir ağ topolojisi mimarisi olan ve spine-leaf yapısı geliştirildi.
Geleneksel veri merkezi ağı Access Layer , Aggregation Layer ve Core Layer katmanlarından oluşur. Geleneksel yani traditional dediğimiz three-tier bu yapılarda yaşanan sorunlar ve eksikliklerden ötürü Spine-Leaf yapısına ihtiyaç duyulmuştur.
Daha detaylı bilgi almak için linkteki dökümanları inceleyebilirsiniz.
Traditional Three-Tier yapılarda gereksik kaynak israfı sorunu yaşanmıştır. Bunu şu şekilde de açıklayabiliriz; traditional yapıda alt katmanda yer alan bir switch, üst katmanda yer alan switch’ e yedek linklerle birlikte bağlıdır. Layer 2 katmanda STP teknolojisi çalıştığından ötürü herhangi bir loop olmaması adına bu yedekli linklerden bir tanesi standby modda olur ve veri akışı tek bir link üzerinden sağlanır. Bu durumdan ötürü link yedekliliği sağlanmış olsa bile gereksiz bir bant genişliğinin boşa harcandığını görmüş oluruz. Görselde de gördüğümüz gibi örnek olarak Aggregation ve Access katmanlarını dikkate aldığımızda burada A ve B yedekli linklerini görüyoruz. STP protokolünden ötürü herhangi bir broadcast storm ya da Loop yaşanmaması adına STP algoritmasına göre A ya da B portlarından biri bloklanıp dinleme moduna geçer. Burada bant genişliği israfı ile karşı karşıya kalırız. Diğer bir sorun, STP algoritmasındaki küçücük bir değişiklik, tüm network yapısını olumlu ya da olumsuz etkileyebilir. Bu da Vlan networkte sorunlara sebep olabilir.
Yine bu tip yapılarda mimarideki data flow North-South şeklindedir. Yapı içerisindeki ihtiyaçlar doğrultusunda bu yönde yapılan genişlemeler hem topolojinin karmaşıklaşmasına hem de kullanılan fiziksel ürünlerin sayısının artmasından ötürü gereksiz maliyetlere sebep olmaktadır. Spine-Leaf yapıda bu genişleme East-West yönünde yapılarak olumsuz durumlar ortadan kaldırılmıştır.
Spine-Leaf mimarisinde Leaf ve Spine switchler olarak adlandırılan iki önemli komponent grubu mevcuttur. Traditional yapıda Access katmanına denk gelen leaf switch’ ler ayrıca TOR (Top of Rack) switch olarak da bilinirler. Server ya da storage gibi sistem/sanallaştırma ürünlerinin tüm fiziksel bağlantıları TOR switchler üzerinde toplanır. Server ya da Storage gibi sistem ürünleri birbirleri ile haberleşmek istiyorsa trafik mutlaka layer 2 olarak leaf switchler üzerinden döner.
Spine-Leaf mimarisinde Leaf ve Spine switchler olarak adlandırılan iki önemli komponent grubu mevcuttur. Traditional yapıda Access katmanına denk gelen leaf switch’ ler ayrıca TOR (Top of Rack) switch olarak da bilinirler. Server ya da storage gibi sistem/sanallaştırma ürünlerinin tüm fiziksel bağlantıları TOR switchler üzerinde toplanır. Server ya da Storage gibi sistem ürünleri birbirleri ile haberleşmek istiyorsa trafik mutlaka layer 2 olarak leaf switchler üzerinden döner.
Spine switchler aslında bir nevi Core Layer içerisinde yer alan switchlere denk gelir. ECMP (Equal Cost Multi Path) protokolü kullanılarak leaf ve spine switchler arasında birden fazla path yani yol seçimi sağlanmış olur.
Spine-Leaf yapısı temel olarak veri merkezlerindeki veri trafiğinin hızlı büyümesini ve veri merkezi ölçeğinin sürekli olarak genişlemesini çözümlemek ve traditional three-tier yapısının karşılayamadığı yüksek hızlı interconnection ihtiyacını karşılamak için önemli bir çözümdür.
ECMP nedir diye soracak olursanız; tek bir hedefe packet forwarding işleminin, equal routing priority değerlerine sahip birden fazla best path içerisinden gerçekleştirilebileceği bir routing stratejisidir. Trafiği birden fazla yol üzerinden load balancing yani yük dengelemesi yaparak gönderip, bant genişliğinden büyük ölçüde kazanç sağlanabilmektedir.
Traditional Three-Tier Mimari ile Spine-Leaf Mimarisinin Karşılaştırılması
- Yüksek bant genişliği kullanımı: Her bir leaf switchin uplink bağlantıları, bant genişliğinden tam olarak yararlanarak load balancing yapacak şekilde çalışır.
- Network Latency: Leaf switchler arasındaki connection sayısına karar verilerek trafik sadece 1 spine switch üzerinden aktarılabilir.
- İyi Ölçeklenebilirlik: Bant genişliği yetersiz olduğunda, bant genişliğini yatay olarak genişletmek için spine switch sayısını artırın. Sunucu sayısı arttığında, swpine switchlerin sayısını artırmak da veri merkezinin ölçeğini genişletebilir. Kısacası, planlama ve genişletme çok uygundur.
- Maliyet: Nort-South trafiği spine leaf arasında döner. East-West trafiği için tüm trafik leafler üzerinden döneceği için ekstra bir switch alımına ihtiyaç olmayacaktır.
- High Security and Availability: Traditipnal ağlar STP protokolünü kullanır. Sistem içerisindeki bir cihaz arızalandığında ya da pasif duruma düştüğünde algoritma yeniden hesaplanarak seçimler yapılır. Bu da network yapısını olumlu ya da olumsuz etkileyebilir. Ama spine-leaf yapıda bu durum söz konusu değildir.
Hoşgeldiniz.
Soru ve görüşleriniz için, anasayfa kısmında yer alan iletişim bilgilerimden ulaşabilirsiniz.