Notas: (La integración de los centros de datos, de la virtualización y el surgimiento de sistemas hiperconvergentes, una nueva arquitectura de red, leaf-spine, se ha convertido en la corriente principal en la implementación actual de la red de los Centros-Datos (Data-Center), que supera algunas limitaciones de la arquitectura tradicional de Tres-Niveles para los switches de centros de datos) .
Arquitectura-Topología-Network-Spine-Leaf
-. Arquitectura de Topología de Network Spine-Leaf. La arquitectura de red Leaf-Spine se está imponiendo dia a día en las redes de los grandes Centro-Datos o redes en la nube debido a su escalabilidad, fiabilidad y un mejor rendimiento. Como muestro en el diagrama a continuación, el diseño de Leaf-Spine solo consta de Dos-Capas: la Capa-Leaf y la Capa-Spine. La Capa-Spine está formada por Switches-Capa3 que realizan el enrutamiento y funcionan como la columna vertebral de la red. La Capa-Leaf implica un switch de acceso que se conecta a puntos finales como servidores, dispositivos de almacenamiento. En la arquitectura Leaf-Spine, cada switch-Leaf está interconectado con cada Switch-Spine. Con este diseño, cualquier servidor puede comunicarse con cualquier otro servidor con no más de una ruta de switch de interconexión entre dos switches-Leaf.
-. Una arquitectura Spine-Leaf es una topología de red de centro de datos que consta de dos capas, la de Conmutación la columna vertebral (Spine) y las ramificaciones (Leaf). La capa formada por las ramificaciones, Leaf consta de Switches-Acceso que agregan el tráfico desde los servidores y se conectan directamente a la columna vertebral o núcleo de la red. Los switches-Spine interconectan todos los Switches-Leaf en una topología de malla completa.
Topología
-. La arquitectura de red Spine-Leaf tiene un diseño en dos capas, muy utilizada en centros de datos.
- Capa Spine (espina dorsal): Formada por switches-Capa3 que se encargan del enrutamiento y funcionan como el Núcleo-Red. Se conecta los switches-Capa2 entre sí creando una malla redundante, proporcionando alta disponibilidad.
- Capa Leaf (acceso): Compuesta por switches-Capa2 “switches de acceso” que conectan directamente a los servidores y dispositivos de almacenamiento. Cada Switches-Leaf se conecta a todos los Switches-Spine, creando una alta capacidad de ancho de banda y evitando cuellos de botella.
Que ofrece Arquitectura-Spine-Leaf
- Escalabilidad: Se pueden añadir fácilmente más switches-Spine o switches-Leaf para aumentar la capacidad de la Network.
- Alta disponibilidad: La Network sigue funcionando si falla un switches-Spine o switches-Leaf gracias a la redundancia en las conexiones.
- Bajo consumo de energía: Al simplificar el diseño de la Network, se reduce el consumo energético.
- Rendimiento mejorado: La comunicación entre servidores se realiza con un máximo de un salto entre switches, mejorando la latencia.
-. Dada la prevalencia de la infraestructura en la nube y en contenedores en los centros de datos modernos, el tráfico Este-Oeste continúa aumentando. El tráfico Este-Oeste se mueve lateralmente, de servidor a servidor. Este cambio se explica principalmente porque las aplicaciones modernas tienen componentes que se distribuyen entre más servidores o máquinas virtuales.
-. Al tener una Latencia-Baja, en el tráfico Este-Oeste los flujos de tráfico optimizados son imprescindibles para el rendimiento, especialmente en el caso de las aplicaciones de uso intensivo de datos o que dependen del tiempo. Una arquitectura Spine-Leaf ayuda a lograr esto al garantizar que el tráfico tenga siempre el mismo número de saltos hasta su próximo destino, por lo que la latencia es más baja y predecible.
-. La capacidad también mejora, porque ya no se requiere STP. Si bien STP habilita rutas redundantes entre dos switches, solo uno puede estar activo en cualquier momento. Como resultado, las rutas a menudo se suscriben en exceso. Por el contrario, las arquitecturas Spine-Leaf se basan en protocolos, como el enrutamiento de múltiples rutas de igual costo (ECPM), para equilibrar el tráfico de carga en todas las rutas disponibles y al mismo tiempo evitar los bucles de red.
Nota: el protocolo STP (Spanning Tree Protocol) es un protocolo de red de capa 2 del modelo OSI (capa de enlace de datos). Su función es la de gestionar la presencia de bucles en topologías de red debido a la existencia de enlaces redundantes
Nota: Mediante el mecanismo ECMP (Equal Cost Múltiple Path) en una implementación de clúster, los nodos de clúster activos anuncian las direcciones IP del servidor virtual. El nodo del clúster que recibe el tráfico anunciado dirige el tráfico al nodo que debe procesar el tráfico. Para utilizar ECMP habilitar el protocolo de redirección requerido (OSPF, RIP, BGP o ISIS)
-. Además de un mayor rendimiento, las topologías Spine-Leaf proporcionan mejor escalabilidad. Se pueden agregar y conectar Switches-Spine adicionales a cada ramificación, lo que aumenta la capacidad. Asimismo, se pueden insertar sin problemas nuevos
Recapitulando:
Sin dudas el Modelo-Spin-Leaf, se esta implementado en los Data-Center por cumplir con todas las necesidades como Escalabilidad , Latencia-Baja , tráfico Este-Oeste , etc.
Referencias: (Entorno-Moreluz)
