ToR と EoR: コネクテッド ソリューションの比較

ToR

TOR (Top of Rack) とは、各サーバー ラックに XNUMX つまたは XNUMX つのスイッチを配置し、サーバーをラック内のスイッチに直接接続して、ラック内のサーバーとスイッチの相互接続を可能にすることです。 TOR の実際のコアは、図に示すように、ラックの上部、ラックの中央、またはラックの下部のいずれかで、サーバー ラック内にスイッチを配置することです。 これを図に示します。 一般的に言えば、スイッチをラックの一番上に配置するのが最も有益であるため、このアーキテクチャが最もよく使用されます。

サーバー キャビネットに TOR モードで展開されたスイッチを、TOR スイッチと呼びます。 TOR スイッチは通常、HW の CE1 および CE2 シリーズ スイッチなど、高さ 5800U から 6800U のボックス スイッチによって行われます。

TOR アーキテクチャの最大の利点は、サーバーとスイッチ間の接続が簡素化されることです。 下の図に示すように、キャビネット内のサーバーの GE/10GE/25GE ポートは、ショート ジャンパーを介して TOR スイッチに直接接続してから、10GE、40GE、または 100GE 光ファイバーを介してアグリゲーション スイッチに接続できます。 この接続により、ケーブル間の距離が大幅に短縮され、ケーブル管理が簡素化され、ネットワーク構造の複雑さが軽減され、環境に優しく省エネルギーのデータセンターの傾向に適合します。 サービス拡張時のケーブル交換にも便利です。

TOR アーキテクチャの場合、各キャビネットは個別の管理エンティティと見なすことができます。 サーバーまたはスイッチをアップグレードする必要がある場合は、キャビネットごとにアップグレードできます。 アップグレード中、他のキャビネットのトラフィック転送は影響を受けず、サービスへの影響は最小限に抑えられます。

通常、TOR スイッチのアップリンクにはファイバーが選択されます。これは、長期的な投資保護において銅線よりも優れているためです。 光ファイバーはより高い帯域幅を運ぶことができます。 より高速なリンクを交換する必要がある場合、光ファイバーはより柔軟です。

したがって、TOR スイッチを選択するときは、通常、サーバーに接続されているダウンストリーム ポートの数とレート、およびアップストリーム ポートの柔軟性の両方を考慮する必要があります。 一般に：

◼ サーバーポートが GE ポートの場合、CE5855EI シリーズスイッチを選択できます。 CE5855EI シリーズ スイッチは、CE5855-48T4S2Q-EI と CE5855-24T4S2Q-EI の 48 つのモデルに分かれており、ダウンリンクでそれぞれ 24 と 10 の 100/1000/40BASE-T イーサネット電気インターフェイスを提供します。 インターフェイス; アップリンクは 10 つの 40GE QSFP+ イーサネット光インターフェイスと 10 つの XNUMXGE SFP+ イーサネット光インターフェイスを提供し、各 XNUMXGE インターフェイスは XNUMX つの XNUMXGE インターフェイスへの分割もサポートします。

◼ サーバーポートが 10GE ポートの場合、CE6856HI シリーズスイッチを選択できます。 CE6856HI シリーズ スイッチは、CE6856-48S6Q-HI と CE6856-48T6Q-HI の 48 つのモデルに分かれており、ダウンリンクと 10GBASE-T で 10 個の 6856GE SFP+ イーサネット光インターフェイスを提供します。ダウンリンクで 48 個の 6GE SFP+ イーサネット光インターフェイスと 6856GBASE-T イーサネット電気インターフェイスを提供し、アップリンクで 48 個の 6GE QSFP+ イーサネット光インターフェイスを提供します。

◼ TOR スイッチに大きなキャッシュを提供する場合は、CE6870EI シリーズ スイッチを選択することをお勧めします。 CE6870 シリーズ スイッチは、ダウンリンク ポートのタイプと数に応じて、CE6870-48S6CQ-EI、CE6870-24S6CQ-EI、および CE6870-48T6CQ-EI の 6870 つのモデルに分けられます。 図 48 に示す CE6-3S40CQ-EI を例にとると、スイッチは XNUMX つの XNUMXGE/100GE QSFP28 アップリンクのイーサネット光インターフェイスと、10 つの 25GE または 6870 つの XNUMXGE インターフェイスへの分割もサポートします。 CEXNUMX シリーズ スイッチ off4 GB の大容量キャッシュにより、データ センター内のビデオ、検索、およびその他のアプリケーションによって発生するトラフィックの急増に簡単に対処できます。

ハードウェア CE6870-48S6CQ-EI

もちろん、TOR アーキテクチャにも欠点があります。 最も明白なことの 10 つは、TOR アーキテクチャがデータ センターのサーバー ルーム全体の管理ドメインを拡張することです。 各キャビネットにスイッチを展開するということは、室内にさらに多くのスイッチが存在することを意味し、それぞれを構成、管理、および保守する必要があります。 サーバー ルームに 10 列のキャビネットがあり、各列に 200 個のキャビネットがあり、各キャビネットに 200 つの TOR スイッチが展開されていると仮定すると、XNUMX 個の TOR スイッチを管理および保守する必要があります。 これら XNUMX 台のスイッチの構成は基本的に同じですが、それでも多くの人件費が必要であり、機器の誤割り当ての可能性が高くなります。

CE シリーズ スイッチは、上記の問題に対するソリューションも提供します。 たとえば、ZTP (Zero Touch Provisioning) 機能を使用して、新規出荷または空の構成デバイスの一括自動構成を行うことができます。 CE シリーズ スイッチは、豊富なデバイス仮想化テクノロジ (スタッキングなど) もサポートしているため、デバイスの管理プレーンを効果的に簡素化できるため、人件費が削減され、導入効率が向上します。

TOR アーキテクチャのもう 48 つの欠点は、ポートの浪費です。 現在、ほとんどの TOR スイッチは 10 GE/XNUMXGE/25GE ダウンリンク ポート。 たとえば、キャビネットごとに 96 つの TOR スイッチを展開する場合、XNUMX のダウンストリーム ポートがあるため、これらすべてのポートをフルに活用するには、キャビネット内に多数のサーバーが必要になります。

隣接するキャビネット間をクロス接続することで、ポートの無駄をある程度減らすことができます。 下の図に示すように、48 ポートの TOR スイッチが 24 つのキャビネットのそれぞれに展開され、各スイッチの 24 ポートがこのキャビネット内のサーバーへのアクセスを提供し、別の XNUMX ポートが隣接するキャビネット内のサーバーへのアクセスを提供します。 ご覧のとおり、このソリューションは XNUMX つのキャビネット間の追加のケーブル接続を犠牲にしており、完璧なソリューションでもありません。 しかし、これは、キャビネットごとに XNUMX つの TOR スイッチを展開することによって生じるポートの浪費に代わる、費用対効果の高い代替手段です。

EOR/MOR

TOR とは異なり、EOR (End of Row) アーキテクチャは、各キャビネットの端に統合ネットワーク アクセス ポイントを提供します。 図に示すように、サーバがネットワークに一律にアクセスするために各筐体の端に配置されたスイッチをEORスイッチと呼びます。

信頼性を確保するために、通常、キャビネットの各列には 45 つのネットワーク キャビネットが装備されており、それぞれ列の先頭と最後に配置されています。 サーバー ネットワーク アダプターは、比較的短い RJXNUMX / DAC / ファイバー パッチ コードを使用して同じキャビネットのパッチ パネルに接続し、パッチ パネルのネットワーク ケーブル、ファイバー、および銅ケーブルを束ねて、ネットワーク キャビネットの遠端に接続します。各列を架空ケーブル トランクまたはフロアに通します。

EOR アーキテクチャでは、アクセス スイッチが XNUMX つまたは XNUMX つのキャビネットの中央に配置されるため、管理と保守が容易になりますが、サーバー キャビネットとネットワーク キャビネット間の接続性も向上します。 サーバー キャビネットがネットワーク キャビネットから離れているほど、サーバー ルーム内の配線距離が長くなり、ケーブルの保守作業負荷が高くなり、柔軟性が低下します。

Middle of Row (MOR) アーキテクチャは、EOR を改良したものです。 また、サーバー用の統合ネットワーク アクセス キャビネットも提供します。 ただし、MOR では、ネットワーク キャビネットをキャビネットの列全体の中央に配置する必要があります。これにより、サーバー キャビネットとネットワーク キャビネットの間の距離がある程度短くなり、ケーブルの管理と保守が簡素化されます。 ただし、TOR と比較すると、EOR も MOR も、配線が複雑で、管理とメンテナンスが難しいことが最大の欠点です。 特に明記しない限り、以下の EOR の説明は MOR にも適用されます。

 

EOR スイッチは通常、HW の CE12800 シリーズ スイッチなどのシャーシ スイッチです。 設備室のサーバー数が少ない場合は、CE8800、CE7800シリーズもお選びいただけます。

ボックス スイッチと比較して、シャーシ スイッチには次の点で明らかな利点があります。

◼ より多くのさまざまなアクセス ポートを提供します。 シャーシ スイッチにさまざまな数と速度のインターフェイス ボードを構成することで、アクセス ポートの数と速度を柔軟に制御できます。 たとえば、CE12800 シリーズ スイッチは 36×100GE、36×をサポートします。40GE、48×10GE、および 48 GE インターフェイス ボード (例として最大ポート数を使用)。 ポートはさまざまな分割タイプもサポートしており、さまざまなデータ センター サーバーにアクセスするための柔軟なオプションを提供します。

◼ 高い信頼性。 シャーシ スイッチは、複数のスイッチ モジュール、電源モジュール、ファン モジュールなどの冗長ハードウェアを提供して、システムの信頼性を向上させます。

◼ お客様の投資を保護します。 データセンターが現在のアクセス速度よりも高いアクセス速度を必要とする場合、ユニット全体ではなく、インターフェイス ボードをより高い速度に交換するだけで済みます。 ライフサイクル全体の観点から、コストは低くなります。

EOR アーキテクチャは、ラック単位ではなく行単位で管理されるため、データ センターの管理ドメインを大幅に削減します。 ただし、これは、EOR スイッチが失敗したり、アップグレードに失敗した場合、サーバーの列全体にも影響することも意味します。 これが、EOR スイッチの需要が高い理由です。

 

TORとEORの比較

TOR と EOR の簡略図を次の XNUMX つの図に示します。

EOR ケーブル配線の短所: サーバー キャビネットからネットワーク キャビネットへの銅ケーブルは多く (約 20 ～ 40 本の銅ケーブル)、サーバー キャビネットの銅ケーブルがネットワーク キャビネットから離れているほど、サーバー ルーム内の配線距離が長くなり、ケーブル管理とメンテナンスの作業負荷が大きく、柔軟性が低い。

TOR ケーブル配線の欠点: 各サーバー キャビネットは電力出力によって制限され、配置できるサーバーの数が制限されるため、キャビネット内のスイッチのアクセス ポートを十分に活用できません。 複数のサーバー キャビネット間で XNUMX つまたは XNUMX つのアクセス スイッチを共有すると、スイッチ ポートの使用率が低いという問題を解決できますが、この方法ではケーブル管理の作業負荷が増大します。

ネットワーク設計を考慮すると、TOR ケーブル配線の各アクセス スイッチの VLAN の数は多くありません。 ネットワークの計画中は、VLAN がアグリゲーション スイッチを介して複数のアクセス スイッチにまたがることを許可しないでください。 そのため、TOR 配線を使用するネットワーク トポロジでは、各 VLAN の範囲が広くないか、多数のポートが含まれていません。 ただし、EOR ケーブルの場合、アクセス スイッチのポート密度は高くなります。 ネットワークの設計当初は、ポート数の多い VLAN が存在する場合があります。

TOR モードには多数のアクセス スイッチがあり、EOR モードには少数のアクセス スイッチがあります。 したがって、TOR モードでは、大量のネットワーク デバイスの管理と保守が必要になります。

ユーザーデータサービス需要の急増に伴い、データセンタールームのサーバー密度はますます高くなり、仮想化やクラウドコンピューティングなどの新しいテクノロジートレンドがますます普及し、サーバーに対応するネットワークポートが大幅に増加し、増加しています管理の複雑さ、さらに、イーサネット (LAN) とファイバー ストレージ エリア ネットワーク (SAN) の収束がますます一般的になりつつあり、これには必然的に対応する新しいネットワーク トポロジが必要になります。

クラウド コンピューティングの潮流に伴い、この分散アーキテクチャはビジネスにとって非常にスケーラブルであり、ますます多くのサーバーを必要とします。

たとえば、新しい Apache Hadoop 0.23 は、6,000 つのクラスターで 10,000 から XNUMX のサーバーをサポートします。 膨大な数のサーバーでは、データ センターのキャビネット スペースを最大限に活用する必要があります。また、膨大な量のビジネス データには、データをネットワーク コアに配信するためのより高速で直接的な高性能リンクも必要です。 このような傾向の下では、ToR がより適切であることは明らかであり、急速なビジネス拡大のプレッシャーの下では、ToR アプローチはより迅速なネットワーク拡張をより適切に達成できます。