cloud ဝန်ဆောင်မှုများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန်အတွက် ကွန်ရက်ကို Underlay နှင့် Overlay အဖြစ် တဖြည်းဖြည်း ခွဲခြားထားသည်။ Underlay ကွန်ရက်သည် ရိုးရာဒေတာစင်တာတွင် routing နှင့် switching ကဲ့သို့သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ စက်ပစ္စည်းများဖြစ်ပြီး တည်ငြိမ်မှုဆိုင်ရာ အယူအဆကို ယုံကြည်ဆဲဖြစ်ပြီး ယုံကြည်စိတ်ချရသော ကွန်ရက်ဒေတာထုတ်လွှင့်မှုစွမ်းရည်များကို ပေးဆောင်သည်။ Overlay သည် အသုံးပြုသူများအား အသုံးပြုရလွယ်ကူသော ကွန်ရက်ဝန်ဆောင်မှုများကို ပေးဆောင်ရန်အတွက် ဝန်ဆောင်မှုနှင့် ပိုမိုနီးကပ်စွာ VXLAN သို့မဟုတ် GRE protocol encapsulation မှတစ်ဆင့် ၎င်းပေါ်တွင် ဝန်းရံထားသော စီးပွားရေးကွန်ရက်ဖြစ်သည်။ Underlay ကွန်ရက်နှင့် Ooverlay ကွန်ရက်တို့သည် ဆက်စပ်နေပြီး ခွဲထွက်နေပြီး ၎င်းတို့သည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆက်စပ်နေပြီး သီးခြားစီ တိုးတက်ပြောင်းလဲနိုင်သည်။
Underlay ကွန်ရက်သည် ကွန်ရက်၏ အခြေခံအုတ်မြစ်ဖြစ်သည်။ Underlay ကွန်ရက် မတည်ငြိမ်ပါက လုပ်ငန်းအတွက် SLA မရှိပါ။ three-layer ကွန်ရက်ဗိသုကာနှင့် Fat-Tree ကွန်ရက်ဗိသုကာပြီးနောက်၊ ဒေတာစင်တာကွန်ရက်ဗိသုကာသည် Spine-Leaf ဗိသုကာသို့ ကူးပြောင်းနေပြီး၊ ၎င်းသည် CLOS ကွန်ရက်မော်ဒယ်၏ တတိယအပလီကေးရှင်းကို စတင်ခဲ့သည်။
ရိုးရာဒေတာစင်တာ ကွန်ရက်ဗိသုကာ
အလွှာသုံးလွှာဒီဇိုင်း
၂၀၀၄ ခုနှစ်မှ ၂၀၀၇ ခုနှစ်အတွင်း အဆင့်သုံးဆင့်ပါ ကွန်ရက်ဗိသုကာသည် ဒေတာစင်တာများတွင် အလွန်ရေပန်းစားခဲ့သည်။ ၎င်းတွင် အလွှာသုံးလွှာရှိသည်- core layer (ကွန်ရက်၏ မြန်နှုန်းမြင့် switching backbone)၊ aggregation layer (မူဝါဒအခြေပြု ချိတ်ဆက်မှုကို ပံ့ပိုးပေးသည်) နှင့် access layer (workstation များကို ကွန်ရက်နှင့် ချိတ်ဆက်ပေးသည်)။ မော်ဒယ်မှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
အလွှာသုံးလွှာပါ ကွန်ရက်ဗိသုကာ
Core Layer: core switch များသည် ဒေတာစင်တာအတွင်းနှင့် အပြင်ရှိ packet များ၏ မြန်နှုန်းမြင့် forwarding၊ aggregation layer များစွာသို့ ချိတ်ဆက်မှုနှင့် ပုံမှန်အားဖြင့် ကွန်ရက်တစ်ခုလုံးကို ဝန်ဆောင်မှုပေးသည့် ခံနိုင်ရည်ရှိသော L3 routing network ကို ပေးပါသည်။
Aggregation Layer: aggregation switch သည် access switch နှင့် ချိတ်ဆက်ပြီး firewall၊ SSL offload၊ intrusion detection၊ network analysis ကဲ့သို့သော အခြားဝန်ဆောင်မှုများကို ပေးပါသည်။
Access Layer: Access switch များသည် များသောအားဖြင့် Rack ၏ထိပ်တွင်ရှိသောကြောင့် ၎င်းတို့ကို ToR (Top of Rack) switch များဟုလည်းခေါ်ပြီး ၎င်းတို့သည် server များနှင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ချိတ်ဆက်ကြသည်။
ပုံမှန်အားဖြင့် aggregation switch သည် L2 နှင့် L3 ကွန်ရက်များအကြား ပိုင်းခြားထားသောနေရာဖြစ်သည်- L2 ကွန်ရက်သည် aggregation switch အောက်တွင်ရှိပြီး L3 ကွန်ရက်သည် အထက်တွင်ရှိသည်။ aggregation switch အုပ်စုတစ်ခုစီသည် Point Of Delivery (POD) ကို စီမံခန့်ခွဲပြီး POD တစ်ခုစီသည် လွတ်လပ်သော VLAN ကွန်ရက်တစ်ခုဖြစ်သည်။
Network Loop နှင့် Spanning Tree protocol
loop များဖွဲ့စည်းခြင်းသည် ဦးတည်ရာလမ်းကြောင်းမရှင်းလင်းခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ရှုပ်ထွေးမှုကြောင့် အများအားဖြင့် ဖြစ်ပွားလေ့ရှိသည်။ အသုံးပြုသူများသည် ကွန်ရက်များတည်ဆောက်သောအခါ၊ ယုံကြည်စိတ်ချရမှုရှိစေရန်အတွက် ၎င်းတို့သည် redundant devices များနှင့် redundant links များကို အသုံးပြုလေ့ရှိသောကြောင့် loop များ မလွဲမသွေဖြစ်ပေါ်လာသည်။ layer 2 network သည် broadcast domain တစ်ခုတည်းတွင်ရှိပြီး broadcast packets များကို loop တွင် အထပ်ထပ်ထုတ်လွှင့်မည်ဖြစ်ပြီး broadcast storm ကိုဖြစ်ပေါ်စေပြီး port ပိတ်ဆို့ခြင်းနှင့် equipment paralysis ကို ချက်ချင်းဖြစ်စေနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် broadcast storm များကို ကာကွယ်ရန်အတွက် loop များဖွဲ့စည်းခြင်းကို ကာကွယ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။
loop များဖွဲ့စည်းခြင်းကိုကာကွယ်ရန်နှင့်ယုံကြည်စိတ်ချရမှုရှိစေရန်အတွက် redundant devices များနှင့် redundant links များကို backup devices များနှင့် backup links များအဖြစ်သို့ပြောင်းလဲရန်သာဖြစ်နိုင်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ redundant device ports များနှင့် links များကိုပုံမှန်အခြေအနေများတွင်ပိတ်ဆို့ထားပြီး data packets များ forwarding တွင်မပါဝင်ပါ။ လက်ရှိ forwarding device၊ port၊ link failure ကြောင့် network ပိတ်ဆို့မှုဖြစ်ပေါ်စေသော redundant device ports များနှင့် links များဖွင့်သည့်အခါတွင်သာ network ကိုပုံမှန်အတိုင်းပြန်လည်ထားရှိနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ဤအလိုအလျောက်ထိန်းချုပ်မှုကို Spanning Tree Protocol (STP) မှအကောင်အထည်ဖော်သည်။
spanning tree protocol သည် access layer နှင့် sink layer အကြားတွင် လုပ်ဆောင်ပြီး ၎င်း၏ core တွင် STP-enabled bridge တစ်ခုစီတွင် လည်ပတ်နေသော spanning tree algorithm တစ်ခုရှိပြီး redundant paths များရှိနေချိန်တွင် bridging loops များကို ရှောင်ရှားရန် အထူးဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ STP သည် message များ forwarding လုပ်ရန်အတွက် အကောင်းဆုံး data path ကို ရွေးချယ်ပြီး spanning tree ၏ အစိတ်အပိုင်းမဟုတ်သော link များကို ခွင့်မပြုဘဲ network node နှစ်ခုကြားတွင် active path တစ်ခုသာ ထားရှိပြီး အခြား uplink ကို ပိတ်ဆို့ထားမည်ဖြစ်သည်။
STP မှာ အကျိုးကျေးဇူးများစွာရှိပါတယ်- ရိုးရှင်းပြီး plug-and-play ဖြစ်တာကြောင့် configuration အနည်းငယ်သာ လိုအပ်ပါတယ်။ pod တစ်ခုစီမှာရှိတဲ့ စက်တွေဟာ တူညီတဲ့ VLAN မှာ ပါဝင်တာကြောင့် server ဟာ IP address နဲ့ gateway ကို မပြုပြင်ဘဲ pod အတွင်းမှာ တည်နေရာကို အလိုအလျောက် migrate လုပ်နိုင်ပါတယ်။
သို့သော်၊ parallel forwarding paths များကို STP မှ အသုံးပြု၍မရပါ၊ ၎င်းသည် VLAN အတွင်း redundant paths များကို အမြဲတမ်း disable လုပ်လိမ့်မည်။ STP ၏ အားနည်းချက်များ-
၁။ topology ၏ နှေးကွေးသော ပေါင်းစည်းမှု။ network topology ပြောင်းလဲသောအခါ၊ spanning tree protocol သည် topology ပေါင်းစည်းမှုပြီးမြောက်ရန် ၅၀-၅၂ စက္ကန့်ကြာသည်။
၂။ Load balancing လုပ်ဆောင်ချက်ကို မပေးနိုင်ပါ။ ကွန်ရက်တွင် loop တစ်ခုရှိနေသည့်အခါ spanning tree protocol သည် loop ကို ပိတ်ဆို့ရုံသာ ပြုလုပ်နိုင်သောကြောင့် link သည် data packet များကို forward မလုပ်နိုင်တော့ဘဲ network resource များကို အလဟဿဖြစ်စေပါသည်။
Virtualization နှင့် အရှေ့-အနောက် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုဆိုင်ရာ စိန်ခေါ်မှုများ
၂၀၁၀ ခုနှစ်နောက်ပိုင်းတွင် computing နှင့် storage resources များ၏ အသုံးချမှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် data center များသည် virtualization နည်းပညာကို စတင်လက်ခံကျင့်သုံးလာခဲ့ပြီး network တွင် virtual machine အများအပြား ပေါ်လာခဲ့သည်။ Virtual နည်းပညာသည် server တစ်ခုကို logical server များစွာအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးပြီး VM တစ်ခုစီသည် သီးခြားစီလည်ပတ်နိုင်ပြီး ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင် OS၊ APP၊ ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင်လွတ်လပ်သော MAC address နှင့် IP address ရှိပြီး ၎င်းတို့သည် server အတွင်းရှိ virtual switch (vSwitch) မှတစ်ဆင့် external entity နှင့် ချိတ်ဆက်သည်။
Virtualization တွင် အဖော်လိုအပ်ချက်တစ်ခုရှိသည်- virtual machine များကို တိုက်ရိုက်ရွှေ့ပြောင်းခြင်း၊ virtual machine များပေါ်ရှိ ဝန်ဆောင်မှုများ၏ ပုံမှန်လည်ပတ်မှုကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ် virtual machine စနစ်ကို တစ်ခုမှတစ်ခုသို့ ရွှေ့ပြောင်းနိုင်စွမ်း။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် အသုံးပြုသူများအတွက် ထိခိုက်မှုမရှိပါ၊ administrator များသည် server အရင်းအမြစ်များကို ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ခွဲဝေပေးနိုင်သည် သို့မဟုတ် အသုံးပြုသူများ၏ ပုံမှန်အသုံးပြုမှုကို မထိခိုက်စေဘဲ physical server များကို ပြုပြင်ခြင်းနှင့် အဆင့်မြှင့်တင်ခြင်းတို့ကို ပြုလုပ်နိုင်သည်။
migration လုပ်နေစဉ်အတွင်း service အနှောင့်အယှက်မဖြစ်စေရန် virtual machine ၏ IP address ကိုသာပြောင်းလဲခြင်းမဟုတ်ဘဲ virtual machine ၏ running state (TCP session state ကဲ့သို့) ကိုပါ migration လုပ်နေစဉ်အတွင်း ထိန်းသိမ်းထားရန် လိုအပ်သောကြောင့် virtual machine ၏ dynamic migration ကို layer 2 domain တစ်ခုတည်းတွင်သာ လုပ်ဆောင်နိုင်သော်လည်း layer 2 domain migration တစ်လျှောက်တွင် လုပ်ဆောင်၍မရပါ။ ၎င်းသည် access layer မှ core layer အထိ L2 domain ကြီးများ လိုအပ်စေသည်။
ရိုးရာ large layer 2 network architecture မှာ L2 နဲ့ L3 အကြား ပိုင်းခြားထားတဲ့အချက်က core switch မှာရှိပြီး core switch အောက်က data center က broadcast domain တစ်ခုလုံးဖြစ်တဲ့ L2 network ပါ။ ဒီနည်းနဲ့ device deployment နဲ့ location migration ရဲ့ တစ်ဖက်သတ်ဖြစ်မှုကို သိရှိနိုင်ပြီး IP နဲ့ gateway ရဲ့ configuration ကို ပြုပြင်ဖို့ မလိုအပ်ပါဘူး။ L2 network (VLans) အမျိုးမျိုးကို core switch တွေကတစ်ဆင့် route လုပ်ပါတယ်။ ဒါပေမယ့် ဒီ architecture အောက်က core switch က core switch ရဲ့ စွမ်းရည်အတွက် မြင့်မားတဲ့ လိုအပ်ချက်တွေကို တင်ပြတဲ့ ကြီးမားတဲ့ MAC နဲ့ ARP table ကို ထိန်းသိမ်းဖို့ လိုအပ်ပါတယ်။ ထို့အပြင် Access Switch (TOR) က network တစ်ခုလုံးရဲ့ scale ကိုလည်း ကန့်သတ်ထားပါတယ်။ ဒါတွေက network ရဲ့ scale၊ network expansion နဲ့ elastic ability ကို ကန့်သတ်ထားပြီး scheduling ရဲ့ layer သုံးလွှာမှာ delay ပြဿနာက အနာဂတ်စီးပွားရေးရဲ့ လိုအပ်ချက်တွေကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်မှာ မဟုတ်ပါဘူး။
အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ virtualization နည်းပညာမှ ယူဆောင်လာသော အရှေ့-အနောက် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုသည် ရိုးရာ three-layer network အတွက်လည်း စိန်ခေါ်မှုများ ယူဆောင်လာပါသည်။ Data center ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုကို အောက်ပါအမျိုးအစားများအဖြစ် ယေဘုယျအားဖြင့် ခွဲခြားနိုင်သည်။
မြောက်-တောင် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုဒေတာစင်တာနှင့် ဒေတာစင်တာဆာဗာပြင်ပရှိ client များအကြား အသွားအလာ သို့မဟုတ် ဒေတာစင်တာဆာဗာမှ အင်တာနက်သို့ အသွားအလာ။
အရှေ့-အနောက် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုဒေတာစင်တာတစ်ခုအတွင်းရှိ ဆာဗာများအကြား ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုအပြင် ဒေတာစင်တာများအကြား ဘေးအန္တရာယ်ပြန်လည်ထူထောင်ရေး၊ ပုဂ္ဂလိကနှင့် အများသုံး cloud များအကြား ဆက်သွယ်ရေးကဲ့သို့သော မတူညီသော ဒေတာစင်တာများအကြား ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှု။
virtualization နည်းပညာကို မိတ်ဆက်ခြင်းက အပလီကေးရှင်းများ ဖြန့်ကျက်မှုကို ပိုမိုဖြန့်ဝေစေပြီး "ဘေးထွက်ဆိုးကျိုး" မှာ အရှေ့-အနောက် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှု တိုးလာခြင်းဖြစ်သည်။
ရိုးရာသုံးထပ်ဗိသုကာလက်ရာများကို မြောက်-တောင် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုအတွက် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားလေ့ရှိသည်။အရှေ့-အနောက် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုအတွက် အသုံးပြုနိုင်သော်လည်း နောက်ဆုံးတွင် လိုအပ်သလို လုပ်ဆောင်ရန် ပျက်ကွက်သွားနိုင်သည်။
ရိုးရာသုံးထပ်ဗိသုကာနှင့် Spine-Leaf ဗိသုကာ
သုံးဆင့်ပါ ဗိသုကာပုံစံတွင် အရှေ့-အနောက် အသွားအလာကို aggregation နှင့် core layer များရှိ devices များမှတစ်ဆင့် forward လုပ်ရမည်။ node များစွာကို မလိုအပ်ဘဲ ဖြတ်သန်းသွားရမည်။ (Server -> Access -> Aggregation -> Core Switch -> Aggregation -> Access Switch -> Server)
ထို့ကြောင့် အရှေ့-အနောက် အသွားအလာ အများအပြားကို ရိုးရာ သုံးဆင့်ကွန်ရက်ဗိသုကာပုံစံမှတစ်ဆင့် လည်ပတ်ပါက တူညီသော switch port နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော စက်ပစ္စည်းများသည် bandwidth အတွက် ယှဉ်ပြိုင်နိုင်ပြီး နောက်ဆုံးအသုံးပြုသူများ ရရှိသော တုံ့ပြန်မှုအချိန်များ ညံ့ဖျင်းခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။
ရိုးရာ three-layer network architecture ရဲ့ အားနည်းချက်တွေ
ရိုးရာ three-layer network architecture တွင် အားနည်းချက်များစွာရှိသည်ကို တွေ့မြင်နိုင်သည်-
Bandwidth အလဟဿဖြစ်ခြင်း-looping ကို ကာကွယ်ရန်အတွက် STP protocol ကို aggregation layer နှင့် access layer အကြားတွင် လည်ပတ်လေ့ရှိသောကြောင့် access switch ၏ uplink တစ်ခုတည်းသာ traffic ကို အမှန်တကယ်သယ်ဆောင်ပြီး အခြား uplink များကို ပိတ်ဆို့ထားမည်ဖြစ်ပြီး bandwidth ကို အလဟဿဖြစ်စေမည်ဖြစ်သည်။
ကြီးမားသော ကွန်ရက်နေရာချထားမှုတွင် အခက်အခဲ-ကွန်ရက်စကေး တိုးချဲ့လာသည်နှင့်အမျှ ဒေတာစင်တာများကို မတူညီသော ပထဝီဝင်တည်နေရာများတွင် ဖြန့်ကျက်ထားပြီး virtual machine များကို ဖန်တီးပြီး မည်သည့်နေရာသို့မဆို ရွှေ့ပြောင်းရမည်ဖြစ်ပြီး IP address များနှင့် gateway များကဲ့သို့သော ၎င်းတို့၏ ကွန်ရက် attribute များသည် မပြောင်းလဲဘဲ ရှိနေမည်ဖြစ်ပြီး fat Layer 2 ၏ ပံ့ပိုးမှု လိုအပ်ပါသည်။ ရိုးရာဖွဲ့စည်းပုံတွင် မည်သည့်ရွှေ့ပြောင်းမှုကိုမျှ လုပ်ဆောင်၍မရပါ။
အရှေ့-အနောက် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှု မရှိခြင်းသုံးဆင့်ကွန်ရက်ဗိသုကာကို အဓိကအားဖြင့် မြောက်-တောင်အသွားအလာအတွက် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသော်လည်း အရှေ့-အနောက်အသွားအလာကိုလည်း ပံ့ပိုးပေးသော်လည်း အားနည်းချက်များမှာ ထင်ရှားပါသည်။ အရှေ့-အနောက်အသွားအလာ များပြားသောအခါ aggregation layer နှင့် core layer switches များအပေါ် ဖိအားမှာ များစွာတိုးလာမည်ဖြစ်ပြီး ကွန်ရက်အရွယ်အစားနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်မှာ aggregation layer နှင့် core layer တွင်သာ ကန့်သတ်ထားမည်ဖြစ်သည်။
ဒါကြောင့် စီးပွားရေးလုပ်ငန်းတွေဟာ ကုန်ကျစရိတ်နဲ့ တိုးချဲ့နိုင်မှုဆိုင်ရာ ပြဿနာထဲကို ကျရောက်သွားပါတယ်။ကြီးမားသော မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော ကွန်ရက်များကို ပံ့ပိုးပေးရန်အတွက် convergence layer နှင့် core layer ပစ္စည်းကိရိယာများစွာ လိုအပ်ပြီး ၎င်းသည် စီးပွားရေးလုပ်ငန်းများအတွက် ကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားစေရုံသာမက ကွန်ရက်တည်ဆောက်သည့်အခါတွင် ကွန်ရက်ကို ကြိုတင်စီစဉ်ထားရန်လည်း လိုအပ်ပါသည်။ ကွန်ရက်အရွယ်အစားသေးငယ်သောအခါ အရင်းအမြစ်များ အလဟဿဖြစ်စေပြီး ကွန်ရက်အရွယ်အစား ဆက်လက်တိုးချဲ့နေသောအခါ တိုးချဲ့ရန် ခက်ခဲပါသည်။
Spine-Leaf Network Architecture
Spine-Leaf ကွန်ရက်ဗိသုကာဆိုတာဘာလဲ။
အထက်ပါပြဿနာများကို တုံ့ပြန်သည့်အနေဖြင့်၊Spine-Leaf ကွန်ရက်ဗိသုကာလက်ရာဖြစ်သည့် ဒေတာစင်တာဒီဇိုင်းအသစ် ပေါ်ထွက်လာခဲ့ပြီး ၎င်းကို ကျွန်ုပ်တို့ leaf ridge network ဟုခေါ်ပါသည်။
အမည်က ညွှန်ပြသည့်အတိုင်း၊ ဗိသုကာတွင် Spine layer နှင့် Leaf layer ရှိပြီး spine switch များနှင့် leaf switch များ ပါဝင်သည်။
ကျောရိုး-အရွက်ဗိသုကာပညာ
leaf switch တစ်ခုစီကို တစ်ခုနှင့်တစ်ခု တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်မထားသော ridge switch အားလုံးနှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး full-mesh topology ကို ဖန်တီးသည်။
spine-and-leaf မှာ Server တစ်ခုကနေ နောက်တစ်ခုကို ချိတ်ဆက်မှုတစ်ခုဟာ တူညီတဲ့ device အရေအတွက် (Server -> Leaf -> Spine Switch -> Leaf Switch -> Server) မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားပါတယ်၊ ဒါကြောင့် ခန့်မှန်းနိုင်တဲ့ latency ကို သေချာစေပါတယ်။ ဘာလို့လဲဆိုတော့ packet တစ်ခုဟာ ဦးတည်ရာကိုရောက်ဖို့ spine တစ်ခုနဲ့ နောက် leaf တစ်ခုကိုပဲ ဖြတ်သန်းသွားရုံပါပဲ။
Spine-Leaf ဘယ်လိုအလုပ်လုပ်သလဲ။
Leaf Switch: ၎င်းသည် ရိုးရာ three-tier architecture ရှိ access switch နှင့် ညီမျှပြီး TOR (Top Of Rack) အဖြစ် physical server သို့ တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်သည်။ access switch နှင့် ကွာခြားချက်မှာ L2/L3 network ၏ demarcation point သည် Leaf switch တွင် ရှိနေသည်။ Leaf switch သည် 3-layer network ၏ အထက်တွင်ရှိပြီး Leaf switch သည် independent L2 broadcast domain အောက်တွင်ရှိပြီး 2-layer network ကြီး၏ BUM ပြဿနာကို ဖြေရှင်းပေးသည်။ Leaf server နှစ်ခု ဆက်သွယ်ရန် လိုအပ်ပါက ၎င်းတို့သည် L3 routing ကို အသုံးပြုပြီး Spine switch မှတစ်ဆင့် forward လုပ်ရန် လိုအပ်သည်။
Spine Switch: core switch နှင့် ညီမျှသည်။ ECMP (Equal Cost Multi Path) ကို Spine နှင့် Leaf switch များအကြား လမ်းကြောင်းများစွာကို တက်ကြွစွာ ရွေးချယ်ရန် အသုံးပြုသည်။ ကွာခြားချက်မှာ Spine သည် Leaf switch အတွက် ခံနိုင်ရည်ရှိသော L3 routing network ကို ယခု ပံ့ပိုးပေးသောကြောင့် data center ၏ မြောက်-တောင် traffic ကို တိုက်ရိုက်မဟုတ်ဘဲ Spine switch မှ route လုပ်နိုင်သည်။ မြောက်-တောင် traffic ကို Leaf switch နှင့် parallel ဖြစ်သော edge switch မှ WAN router သို့ route လုပ်နိုင်သည်။
Spine/Leaf ကွန်ရက်ဗိသုကာနှင့် ရိုးရာအလွှာသုံးလွှာကွန်ရက်ဗိသုကာကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်း
Spine-Leaf ရဲ့ အားသာချက်များ
ပြားချပ်ချပ်Flat design သည် server များအကြား ဆက်သွယ်ရေးလမ်းကြောင်းကို တိုတောင်းစေပြီး latency ကို လျော့နည်းစေကာ application နှင့် service performance ကို သိသိသာသာ တိုးတက်ကောင်းမွန်စေနိုင်ပါသည်။
ကောင်းမွန်သော တိုးချဲ့နိုင်မှု-bandwidth မလုံလောက်တဲ့အခါ ridge switch အရေအတွက် တိုးမြှင့်ခြင်းအားဖြင့် bandwidth ကို အလျားလိုက် တိုးချဲ့နိုင်ပါတယ်။ server အရေအတွက် တိုးလာတဲ့အခါ port density မလုံလောက်ရင် leaf switch တွေကို ထည့်သွင်းနိုင်ပါတယ်။
ကုန်ကျစရိတ်လျှော့ချခြင်း- မြောက်ဘက်နှင့် တောင်ဘက်သို့ သွားသော ယာဉ်ကြော၊ leaf node များမှ ထွက်ခွာခြင်း သို့မဟုတ် ridge node များမှ ထွက်ခွာခြင်း။ အရှေ့-အနောက် စီးဆင်းမှု၊ လမ်းကြောင်းများစွာတွင် ဖြန့်ဝေခြင်း။ ဤနည်းအားဖြင့် leaf ridge network သည် စျေးကြီးသော modular switch များ မလိုအပ်ဘဲ fixed configuration switch များကို အသုံးပြုနိုင်ပြီး ကုန်ကျစရိတ်ကို လျှော့ချနိုင်သည်။
နှောင့်နှေးမှုနည်းပါးခြင်းနှင့် ယာဉ်ကြောပိတ်ဆို့မှုကို ရှောင်ရှားခြင်း-Leaf ridge ကွန်ရက်ရှိ ဒေတာစီးဆင်းမှုများသည် ရင်းမြစ်နှင့် ဦးတည်ရာမခွဲခြားဘဲ ကွန်ရက်တစ်လျှောက် hop အရေအတွက် တူညီပြီး မည်သည့်ဆာဗာနှစ်ခုမဆို Leaf - >Spine - >Leaf three-hop မှတစ်ဆင့် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆက်သွယ်နိုင်သည်။ ၎င်းသည် ပိုမိုတိုက်ရိုက်သော traffic path ကို တည်ဆောက်ပေးပြီး စွမ်းဆောင်ရည်ကို တိုးတက်စေပြီး ပိတ်ဆို့မှုများကို လျှော့ချပေးသည်။
မြင့်မားသော လုံခြုံရေးနှင့် ရရှိနိုင်မှု-STP protocol ကို ရိုးရာ three-tier network architecture တွင် အသုံးပြုပြီး device တစ်ခု ချို့ယွင်းသွားသောအခါ ပြန်လည်ပေါင်းစည်းသွားမည်ဖြစ်ပြီး network performance သို့မဟုတ် failure ကိုပင် ထိခိုက်စေပါသည်။ leaf-ridge architecture တွင် device တစ်ခု ချို့ယွင်းသွားသောအခါ ပြန်လည်ပေါင်းစည်းရန် မလိုအပ်ဘဲ traffic သည် အခြား normal path များမှတစ်ဆင့် ဆက်လက်ဖြတ်သန်းသွားပါသည်။ network connectivity ကို ထိခိုက်မှုမရှိသည့်အပြင် bandwidth ကိုလည်း path တစ်ခုဖြင့်သာ လျှော့ချထားပြီး performance impact အနည်းငယ်သာရှိပါသည်။
ECMP မှတစ်ဆင့် Load balancing သည် SDN ကဲ့သို့သော ဗဟိုချုပ်ကိုင်ထားသော ကွန်ရက်စီမံခန့်ခွဲမှုပလက်ဖောင်းများကို အသုံးပြုသည့် ပတ်ဝန်းကျင်များအတွက် အလွန်သင့်လျော်ပါသည်။ SDN သည် ပိတ်ဆို့မှု သို့မဟုတ် ချိတ်ဆက်မှုပျက်ကွက်မှုတွင် traffic ကို configuration၊ စီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် ပြန်လည်လမ်းကြောင်းပြောင်းလဲခြင်းတို့ကို ရိုးရှင်းစေပြီး intelligent load balancing full mesh topology ကို configure လုပ်ပြီး စီမံခန့်ခွဲရန် အတော်လေးရိုးရှင်းသောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်စေသည်။
သို့သော်၊ Spine-Leaf ဗိသုကာတွင် ကန့်သတ်ချက်အချို့ရှိသည်။
အားနည်းချက်တစ်ခုမှာ switch အရေအတွက်သည် network ၏အရွယ်အစားကို တိုးစေခြင်းဖြစ်သည်။ leaf ridge network architecture ၏ data center သည် client အရေအတွက်နှင့် အချိုးကျစွာ switch များနှင့် network equipment များကို တိုးမြှင့်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ host အရေအတွက် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ridge switch သို့ uplink လုပ်ရန် leaf switch အများအပြား လိုအပ်ပါသည်။
Ridge နှင့် leaf switch များ တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်မှုသည် matching လိုအပ်ပြီး ယေဘုယျအားဖြင့် leaf နှင့် ridge switch များအကြား သင့်တင့်သော bandwidth ratio သည် 3:1 ထက် မပိုစေရ။
ဥပမာအားဖြင့်၊ leaf switch တွင် 10Gbps rate client ၄၈ ခုရှိပြီး စုစုပေါင်း port capacity 480Gb/s ရှိသည်။ leaf switch တစ်ခုစီ၏ 40G uplink port လေးခုကို 40G ridge switch နှင့် ချိတ်ဆက်ထားပါက uplink capacity 160Gb/s ရှိလိမ့်မည်။ အချိုးမှာ 480:160 သို့မဟုတ် 3:1 ဖြစ်သည်။ Data center uplink များသည် ပုံမှန်အားဖြင့် 40G သို့မဟုတ် 100G ဖြစ်ပြီး 40G (Nx 40G) ၏ အစမှတ်မှ 100G (Nx 100G) သို့ အချိန်ကြာလာသည်နှင့်အမျှ ရွှေ့ပြောင်းနိုင်သည်။ port link ကို မပိတ်ဆို့စေရန် uplink သည် downlink ထက် အမြဲတမ်း ပိုမြန်သင့်ကြောင်း သတိပြုရန် အရေးကြီးပါသည်။
Spine-Leaf ကွန်ရက်များတွင်လည်း ရှင်းလင်းသော ဝါယာကြိုးလိုအပ်ချက်များရှိသည်။ leaf node တစ်ခုစီကို spine switch တစ်ခုစီနှင့် ချိတ်ဆက်ရမည်ဖြစ်သောကြောင့် ကြေးနီ သို့မဟုတ် fiber optic cable များ ပိုမိုချထားရန် လိုအပ်ပါသည်။ interconnect ၏ အကွာအဝေးသည် ကုန်ကျစရိတ်ကို မြင့်တက်စေသည်။ အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်ထားသော switch များကြား အကွာအဝေးပေါ် မူတည်၍ Spine-Leaf architecture မှ လိုအပ်သော high-end optical module အရေအတွက်သည် ရိုးရာ three-tier architecture ထက် ဆယ်ဆပိုမိုများပြားပြီး အလုံးစုံဖြန့်ကျက်မှုကုန်ကျစရိတ်ကို မြင့်တက်စေသည်။ သို့သော် ၎င်းသည် optical module ဈေးကွက် ကြီးထွားလာစေခဲ့ပြီး အထူးသဖြင့် 100G နှင့် 400G ကဲ့သို့သော မြန်နှုန်းမြင့် optical module များအတွက်ဖြစ်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၆ ခုနှစ်၊ ဇန်နဝါရီလ ၂၆ ရက်
