¿Qué es la interconexión del centro de datos?

La interconexión del centro de datos (DCI) es una solución de red que realiza la interconexión entre varios centros de datos. El centro de datos es una infraestructura importante para la transformación digital. Gracias al auge de la computación en la nube, los macrodatos y la inteligencia artificial, los centros de datos empresariales se utilizan cada vez más. Cada vez más organizaciones y empresas implementan múltiples centros de datos en diferentes regiones para satisfacer las necesidades de escenarios como operaciones interregionales, acceso de usuarios y recuperación remota ante desastres. En este momento, es necesario interconectar varios centros de datos.

¿Qué es un centro de datos?

Con el continuo desarrollo de la transformación digital industrial, los datos se han convertido en un factor de producción clave. Los centros de datos responsables del cálculo, el almacenamiento y el envío de datos son la infraestructura digital más crítica en la nueva infraestructura. Un centro de datos moderno incluye principalmente los siguientes componentes básicos:

• Un sistema informático, que incluye módulos informáticos generales para implementar servicios y módulos informáticos de alto rendimiento que proporcionan potencia de supercomputación.
• Sistemas de almacenamiento, incluidos módulos de almacenamiento masivo, motores de gestión de datos y redes de almacenamiento dedicadas.
• El sistema energético incluye el suministro de energía, el control de temperatura, la gestión informática, etc.
• La red del centro de datos es responsable de conectar la informática general, la informática de alto rendimiento y los módulos de almacenamiento dentro del centro de datos, y todas las interacciones de datos entre ellos deben realizarse a través de la red del centro de datos.

Diagrama esquemático de la composición del centro de datos.

Entre ellos, el módulo de computación general se ocupa directamente del negocio del usuario, y la unidad física básica en la que se apoya es una gran cantidad de servidores. Si el servidor es el cuerpo que opera el centro de datos, la red del centro de datos es el alma del centro de datos.

¿Por qué necesitamos la interconexión del centro de datos?

En la actualidad, la construcción de centros de datos para varias organizaciones y empresas es muy común, pero es difícil que un solo centro de datos satisfaga las necesidades comerciales de la nueva era. Como resultado, existe una necesidad urgente de interconexión de múltiples centros de datos, lo que se refleja principalmente en los siguientes aspectos.

•  El rápido crecimiento de la escala empresarial.

Hoy en día, los negocios emergentes, como la computación en la nube y la inteligencia, se están desarrollando rápidamente, y la cantidad de aplicaciones relacionadas que dependen en gran medida de los centros de datos también está aumentando rápidamente. Por lo tanto, la escala de negocios emprendida por los centros de datos está creciendo rápidamente y los recursos de un solo centro de datos pronto serán insuficientes.

Restringido por factores como la ocupación del terreno y el suministro de energía de la construcción del centro de datos, es imposible que un solo centro de datos se expanda indefinidamente. Cuando la escala empresarial crece hasta cierto nivel, es necesario construir múltiples centros de datos en la misma ciudad o en diferentes lugares. En este momento, varios centros de datos deben estar interconectados y cooperar para completar el soporte comercial.

Además, en el contexto de la transformación digital económica, para lograr el éxito comercial común, las empresas de la misma industria y de diferentes industrias necesitan compartir y cooperar con frecuencia a nivel de datos, lo que también requiere interconexión e intercomunicación entre centros de datos de diferentes compañías.

• El acceso de usuarios entre regiones es cada vez más común

En los últimos años, el negocio central de los centros de datos ha cambiado de servicios web a servicios en la nube y servicios de datos. El alcance de los usuarios de organizaciones y empresas relacionadas ya no está limitado por regiones. Especialmente cuando Internet móvil es muy popular, los usuarios esperan disfrutar de servicios de alta calidad en cualquier momento y en cualquier lugar. Para cumplir con los requisitos anteriores y mejorar aún más la experiencia del usuario, las empresas calificadas generalmente construyen múltiples centros de datos en diferentes regiones, para facilitar el acceso cercano de los usuarios en todas las regiones. Esto requiere que la implementación comercial pueda cruzar los centros de datos y admitir la interconexión de múltiples centros de datos.

Acceso de usuarios entre regiones

• Requisitos rígidos para la copia de seguridad remota y la recuperación ante desastres

El trabajo diario de las personas depende cada vez más de varios sistemas de aplicaciones, cuya continuidad depende del funcionamiento estable del sistema del centro de datos. Al mismo tiempo, se presta cada vez más atención a la seguridad de los datos, la confiabilidad comercial, la continuidad, la copia de seguridad y la recuperación ante desastres se han convertido en requisitos rígidos.

Los centros de datos siempre enfrentan amenazas potenciales, como varios desastres naturales, ataques provocados por el hombre y accidentes inesperados en un entorno lleno de incertidumbre y diversos riesgos. Poco a poco se ha convertido en una solución efectiva generalmente reconocida por la industria que mejora la continuidad y robustez del negocio, así como la alta confiabilidad y disponibilidad de los datos mediante la implementación de múltiples centros de datos en diferentes lugares. La interconexión del centro de datos debe completarse primero para implementar soluciones de respaldo y recuperación ante desastres entre diferentes centros de datos.

Copia de seguridad remota y recuperación ante desastres

• Tendencias en virtualización de centros de datos y agrupación de recursos

Con la madurez escalonada del modelo de negocios de computación en la nube, varias aplicaciones y servicios de TI tradicionales están “moviéndose hacia la nube”, y el servicio en la nube se está convirtiendo en un nuevo centro de valor. Por lo tanto, la transición de los centros de datos tradicionales a los centros de datos basados ​​en la nube se ha convertido en una tendencia generalizada. La virtualización y la agrupación de recursos son características clave de los centros de datos basados ​​en la nube. La idea central es transformar la unidad funcional más pequeña de un centro de datos de un host físico a una VM (máquina virtual).

Estas máquinas virtuales no tienen nada que ver con la ubicación física y su uso de recursos se puede ampliar de manera flexible. Admiten la migración gratuita entre servidores y centros de datos, logrando así la integración de recursos dentro y entre los centros de datos, formando un grupo de recursos unificado, lo que mejora en gran medida la flexibilidad y la eficiencia de la utilización de recursos. La interconexión entre los centros de datos es un requisito previo para realizar la migración de máquinas virtuales entre los centros de datos. Por lo tanto, la interconexión del centro de datos también es un vínculo importante para realizar la virtualización del centro de datos y la agrupación de recursos.

Virtualización y agrupación de recursos

¿Cuáles son las opciones para la interconexión del centro de datos?

Para satisfacer mejor las necesidades de los centros de datos basados ​​en la nube, han surgido muchas soluciones de redes de centros de datos, como conmutadores de centros de datos HW (serie CloudEngine), controladores de centros de datos HW (iMaster NCE-Fabric) y plataformas de análisis de redes inteligentes (iMaster NCE -FabricInsight). Aquí hay dos soluciones de interconexión de centros de datos recomendadas.

• Solución VXLAN de extremo a extremo

La interconexión del centro de datos basada en túneles VXLAN de extremo a extremo significa que la computación y la red de múltiples centros de datos son grupos de recursos unificados, que son administrados de manera centralizada por una plataforma en la nube y un conjunto de iMaster NCE-Fabric. Los centros de datos múltiples son dominios VXLAN de extremo a extremo unificados y las VPC (nubes privadas virtuales) y las subredes de los usuarios se pueden implementar en los centros de datos, lo que permite la interoperabilidad directa del servicio. La arquitectura de implementación se muestra en la siguiente figura.

Diagrama esquemático de la arquitectura de la solución VXLAN de extremo a extremo

En esta solución, se deben establecer túneles VXLAN de extremo a extremo entre varios centros de datos. Como se muestra en la siguiente figura, en primer lugar, se requiere que las rutas subyacentes entre los centros de datos se comuniquen entre sí; en segundo lugar, a nivel de red superpuesta, EVPN debe implementarse entre los dispositivos Leaf de los dos centros de datos. De esta manera, los dispositivos Leaf en ambos extremos se descubren entre sí a través del protocolo EVPN y se transmiten información de encapsulación VXLAN entre sí a través de la ruta EVPN, lo que activa el establecimiento de un túnel VXLAN de extremo a extremo.

Diagrama esquemático de un túnel VXLAN de extremo a extremo

Esta solución se utiliza principalmente para combinar escenarios Muti-PoD. PoD (punto de entrega) se refiere a un conjunto de recursos físicos relativamente independientes. Multi-PoD se refiere al uso de un conjunto de iMaster NCE-Fabric para administrar múltiples PoD, y múltiples PoD forman un dominio VXLAN de extremo a extremo. Este escenario es adecuado para la interconexión de múltiples centros de datos de pequeña escala que están cerca uno del otro en la misma ciudad.

• Segmento VXLAN Solución

La interconexión del centro de datos basada en el túnel Segment VXLAN significa que, en un escenario de múltiples centros de datos, la informática y la red de cada centro de datos son grupos de recursos independientes, que son administrados de forma independiente por sus propias plataformas en la nube e iMaster NCE-Fabric. Cada centro de datos es un dominio VXLAN independiente y se debe establecer otro dominio VXLAN DCI entre los centros de datos para lograr la interoperabilidad. Además, las VPC y las subredes de los usuarios se implementan en sus propios centros de datos. Por lo tanto, la interoperabilidad comercial entre diferentes centros de datos debe ser orquestada por una plataforma de administración de la nube de nivel superior. La arquitectura de implementación se muestra en la siguiente figura.

Diagrama de arquitectura de la solución VXLAN de segmento

En esta solución, los túneles VXLAN deben establecerse dentro y entre los centros de datos. Como se muestra en la figura a continuación, en primer lugar, se requieren rutas subyacentes entre los centros de datos para comunicarse entre sí; en segundo lugar, a nivel de red superpuesta, EVPN debe implementarse entre dispositivos Leaf y puertas de enlace DCI dentro del centro de datos, así como entre DCI puertas de enlace en diferentes centros de datos. De esta manera, los dispositivos relacionados se descubren entre sí a través del protocolo EVPN y se transmiten información de encapsulación VXLAN entre sí a través de rutas EVPN, lo que desencadena el establecimiento de túneles Segment VXLAN.

Diagrama de túnel de segmento VXLAN

Esta solución se utiliza principalmente para adaptarse al escenario Multi-Site. El escenario es adecuado para la interconexión de múltiples centros de datos ubicados en diferentes regiones, o la interconexión de múltiples centros de datos que están demasiado lejos para ser administrados por el mismo conjunto de iMaster NCE-Fabric.

¿Qué tecnologías clave se requieren para DCI?

VXLAN es una tecnología de tunelización que puede superponer una red virtual de Capa 2 en cualquier red a la que se pueda acceder por ruta y realizar la intercomunicación dentro de la red VXLAN a través de una puerta de enlace VXLAN. Mientras tanto, también se puede lograr la intercomunicación con redes tradicionales que no sean VXLAN. VXLAN usa MAC en tecnología de encapsulación UDP para extender la red de Capa 2, encapsula paquetes de Ethernet sobre paquetes de IP y los transmite a la red a través del enrutamiento de IP. El dispositivo intermedio no necesita prestar atención a la dirección MAC de la VM. Además, la red de enrutamiento IP no tiene restricciones de estructura de red, con escalabilidad a gran escala, por lo que la migración de máquinas virtuales no está limitada por la arquitectura de la red.

EVPN es una solución VPN portadora de servicio completo de próxima generación. EVPN unifica el plano de control de varios servicios VPN y utiliza el protocolo de extensión BGP para transmitir la información de accesibilidad de la Capa 2 o la Capa 3, realizando la separación del plano de reenvío y el plano de control. Con el profundo desarrollo de las redes de centros de datos, EVPN y VXLAN se han integrado gradualmente.

VXLAN presenta el protocolo EVPN como plano de control, lo que compensa la falta de un plano de control al principio. EVPN usa VXLAN como túnel de red pública, lo que permite que EVPN se use más ampliamente en escenarios como la interconexión de centros de datos.

FiberMall 200G QSFP56 ER4 apto para metro DCI is en I+D

En el contexto de 5G, la velocidad de banda ancha, la distancia de transmisión y el control de costos son las direcciones de los usuarios de la red de transmisión óptica metropolitana y del centro de datos. FiberMall está desarrollando el módulo óptico 200G QSFP56 ER4 para satisfacer la demanda del mercado. Adopta la arquitectura de motor óptico WDM de 4 canales convencional en el mercado e integra un láser EML de enfriamiento de 4 canales y un fotodetector APD. También admite una tasa de 200GE (4X53Gbps) y OTN estándar, adecuado para interconexión de larga distancia DCI metro 200G y backhaul 5G.

FiberMall's 200G QSFP56 El módulo óptico ER4 tiene un consumo de energía de 6.4 W a temperatura ambiente y un consumo de energía de menos de 7.5 W a tres temperaturas, con un excelente rendimiento de ahorro de energía. El módulo óptico cumple con el estándar Ethernet QSFP56 MSA e IEEE 802.3cn 200GBASE-ER4, con una sensibilidad OMA de recepción superior a -17dBm. Debido al uso de 50G PAM4 CDR basado en tecnología DSP, el producto tiene un rendimiento excelente y cumple completamente con la distancia de transmisión de fibra dual monomodo de 40 km.

El excelente rendimiento del producto es el siguiente:

Diagrama de ojo óptico

 Pasar la prueba de fibra de 40 km a una temperatura alta de 70 ℃ y la prueba de rendimiento de margen FEC

sensibilidad 200G QSFP56 ER4 OMA

Línea de productos FiberMall 200G:

• Serie de cable óptico activo:

200G QSFP56 AOC

200G QSFP-DD AOC

• Módulo óptico de 4 canales:

200G QSFP56 SR4

200G QSFP56DR4

200G QSFP56 FR4

200G QSFP56 LR4

FiberMall QSFP56 200G SR4