Cisco Data Center Infrastructure 2.5 Design Guide
Server Cluster Designs with Ethernet
a high-level overview of the servers and network components used in the server cluster model is provided in Chapter 1 ”Data Center Architecture Overview.”Tässä luvussa kuvataan tarkemmin palvelinklusterimallin kunkin kerroksen tarkoitusta ja toimintaa. Mukana ovat seuraavat osiot:
•
tekniset tavoitteet
•hajautettu Huolinta ja latenssi
•Tasakustannuksinen Monipolkuinen reititys
•palvelinklusterin suunnittelu-kaksitasoinen malli
•palvelinklusterin suunnittelu-kolmitasoinen malli
•suositellut laitteistot ja moduulit
Huomautus tässä luvussa käsiteltyjä suunnittelumalleja ei ole täysin varmennettu Cisco lab-testauksessa vaadittavan testauksen koon ja laajuuden vuoksi. Piiriin kuuluvat kaksitasomallit ovat samantyyppisiä malleja, jotka on toteutettu asiakastuotantoverkostoissa.
tekniset tavoitteet
suuren yritysryppäsverkoston suunnittelussa on tärkeää ottaa huomioon erityistavoitteet. Mikään kaksi klusteria ei ole täysin samanlaisia, vaan kummallakin on omat erityisvaatimuksensa, ja niitä on tarkasteltava sovellusnäkökulmasta erityisten suunnitteluvaatimusten määrittämiseksi. Ota huomioon seuraavat tekniset näkökohdat:
•latenssi-verkkoliikenteessä latenssi voi vaikuttaa haitallisesti klusterin yleiseen suorituskykyyn. Käyttämällä kytkentäalustoja, jotka käyttävät matalan latenssin kytkentäarkkitehtuuria, auttaa varmistamaan optimaalisen suorituskyvyn. Latenssin pääasiallinen lähde on palvelimella käytetty protokollapino ja NIC-laitteiston toteutus. Ajurin optimointi ja CPU: n offload-tekniikat, kuten TCP Offload Engine (TOE) ja Remote Direct Memory Access (rdma), voivat auttaa vähentämään latenssia ja vähentämään käsittelyä yläpuolella palvelimella.
latenssi ei välttämättä aina ole kriittinen tekijä klusterin suunnittelussa. Esimerkiksi jotkin klusterit saattavat vaatia suurta kaistanleveyttä palvelimien välillä suuren tiedostonsiirtomäärän vuoksi, mutta ne eivät välttämättä perustu vahvasti palvelimelta palvelimelle-prosessien väliseen viestintään (IPC), johon korkea latenssi voi vaikuttaa.
•Mesh / partial mesh connectivity-Server cluster mallit vaativat yleensä mesh tai osittainen mesh kangas mahdollistaa viestinnän kaikkien solmujen klusterin. Tätä verkkokangasta käytetään tilan, datan ja muun tiedon jakamiseen klusterin master-to-compute-ja compute-to-compute-palvelimien välillä. Mesh tai osittainen mesh connectivity on myös sovellus-riippuvainen.
•Suuri suoritusteho-kyky lähettää suuri tiedosto tietyssä ajassa voi olla kriittinen klusterin toiminnalle ja suorituskyvylle. Palvelinklusterit vaativat tyypillisesti minimimäärän käytettävissä olevaa estotonta kaistanleveyttä, mikä tarkoittaa alhaista ylimerkintämallia access-ja core-kerrosten välillä.
•Ylimerkintäsuhde-ylimerkintäsuhdetta on tarkasteltava suunnittelussa useissa aggregointipisteissä, mukaan lukien viivakortti kankaan kaistanleveyden vaihtamiseksi ja kytkinkankaan tulo yläviistoon.
•Jumbo-kehystuki – vaikka jumbo-kehyksiä ei välttämättä käytetä palvelinklusterin alustavassa toteutuksessa, se on erittäin tärkeä ominaisuus, joka on tarpeen joustavuuden lisäämiseksi tai mahdollisten tulevien vaatimusten vuoksi. TCP / IP-paketin Rakentaminen asettaa ylimääräisiä yläpuolella palvelimen CPU. Jumbo-kehysten käyttö voi vähentää pakettien määrää, mikä vähentää tätä yleiskustannuksia.
•Porttitiheys-Palvelinklusterit saattavat joutua skaalautumaan kymmeniin tuhansiin portteihin. Sellaisenaan ne vaativat alustoja, joilla on korkea pakettikytkentäteho, suuri määrä kytkinkankaan kaistanleveyttä ja korkea porttitiheys.
Distributed Forwarding and Latency
Cisco Catalyst 6500-Sarjan kytkimellä on ainutlaatuinen kyky tukea keskitettyä pakettivälitystä tai valinnaista hajautettua Huolinta-arkkitehtuuria, kun taas Cisco Catalyst 4948-10GE on yksi keskeinen ASIC-malli, jolla on kiinteän verkon huolintasuorituskyky. Cisco 6700 line-korttimoduulit tukevat valinnaista tytärkorttimoduulia nimeltä Distributed Forwarding Card (DFC). DFC sallii paikallisten reitityspäätösten tekemisen jokaisella linjakortilla ottamalla käyttöön paikallisen Huolintatietokannan (FIB). SUP720 PFC: n FIB-taulukko ylläpitää synkronointia jokaisen linjakorttien DFC FIB-taulukon kanssa varmistaakseen reitityksen eheyden koko järjestelmässä.
kun valinnaista DFC-korttia ei ole, sup720: n pfc3: een lähetetään kompakti otsikkohaku, jossa määritetään, missä kytkinkankaassa kunkin paketin eteenpäin vieminen tapahtuu. Kun DFC on läsnä, line-kortti voi vaihtaa paketin suoraan kytkin kankaan kohderivi kortti kuulematta Sup720. Ero suorituskyvyssä voi olla 30 Mpps järjestelmälaajuisesta ilman DFC: tä 48 MPP / korttipaikka DFC: llä. Kiinteä kokoonpano Catalyst 4948-10GE kytkin on Lanka korko, ei-esto arkkitehtuuri tukee jopa 101.18 Mpps suorituskykyä, tarjoaa erinomaisen access kerros suorituskykyä alkuun teline malleja.
Latenssitehokkuus voi vaihdella merkittävästi, kun verrataan hajautettuja ja keskitettyjä huolintamalleja. Taulukossa 3-1 esitetään esimerkki viiveistä, jotka on mitattu 6704-rivikortilla, jossa on ja ei ole DFC: tä.
| 6704 DFC: llä (Port-to-Port Mikrosekunneissa Kytkinkankaan läpi) | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Pakkauskoko (B) |
||||||||||
|
latenssi (ms) |
||||||||||
| 6704 ilman DFC: tä (Port-to-Port Mikrosekunneissa Kytkinkankaan läpi) | ||||||||||
|
Pakkauskoko (B) |
||||||||||
|
latenssi (ms) |
||||||||||
ero latenssi välillä DFC-käytössä ja ei-DFC-yhteensopiva viivakortti ei välttämättä näytä merkittävältä. 6500 central forwarding-arkkitehtuurissa latenssi voi kuitenkin kasvaa liikennemäärien noustessa, koska keskusväylän yhteishausta kiistellään. DFC: llä hakupolku on omistettu jokaiselle rivikortille ja latenssi on vakio.
Catalyst 6500 järjestelmän kaistanleveys
käytettävissä oleva järjestelmän kaistanleveys ei muutu käytettäessä DFC-yhdisteitä. DFC parantaa pakettien sekunnissa (pps) käsittely koko järjestelmän. Taulukossa 3-2 esitetään yhteenveto DFC: tä tukevien moduulien läpimenon ja kaistanleveyden suorituskyvystä vanhempien cef256-ja classic bus-moduulien lisäksi.
| järjestelmän kokoonpano, jossa Sup720 | läpimeno Mpps: nä | kaistanleveys Gbps: nä |
|
Classic series modules |
enintään 15 MPP (per järjestelmä) |
16 g shared bus (klassinen Bussi) |
|
CEF256 – sarjan moduulit |
enintään 30 MPP (per järjestelmä) |
1x 8 G (omistettu per paikka) |
|
Classicin ja Cef256-tai Cef720-sarjan moduulien yhdistelmä |
enintään 15 MPP (per järjestelmä) |
kortista riippuvainen |
|
CEF720-sarjan moduulit (6748, 6704, 6724) |
enintään 30 MPP (per järjestelmä) |
2x 20 G (omistettu per paikka) |
|
CEF720-sarjan moduulit DFC3: lla (6704 dfc3: lla, 6708 dfc3: lla, 6748 dfc3: lla 6724+DFC3: lla) |
Sustain jopa 48 MPP (per korttipaikka) |
2x 20 G (omistettu per paikka) |
vaikka 6513 saattaa olla pätevä ratkaisu suuren klusterimallin pääsykerrokseen, huomaa, että tässä alustassa on sekoitus yksi-ja kaksikanavaisia aukkoja. Lähtö-ja saapumisajat 1-8 ovat yksikanavaisia ja lähtö-ja saapumisajat 9-13 kaksikanavaisia, kuten kuvassa 3-1 esitetään.
Kuva 3-1 Catalyst 6500 Kangaskanavat Alustan ja paikan mukaan (6513 Focus
kun käytetään Cisco Catalyst 6513: a, kaksikanavaiset kortit, kuten 6704-4 port 10gige, 6708 – 8 port 10gige ja 6748-48 port SFP/copper line-kortit voidaan sijoittaa vain lähtö-ja saapumisaikoihin 9-13. Yksikanavaisia linjakortteja, kuten 6724-24 port SFP/copper line-kortteja voidaan käyttää lähtö-ja saapumisajoissa 1-8. Sup720 käyttää lähtö 7 ja 8, jotka ovat yksikanavainen 20g kangas kiinnitetty. Toisin kuin 6513: ssa, 6509: ssä on vähemmän vapaita paikkoja, mutta se voi tukea kaksikanavaisia moduuleja kaikissa paikoissa, koska jokaisessa paikassa on kaksoiskanavat kytkinkankaaseen.
Huomautus koska palvelinklusteriympäristö vaatii yleensä suuren kaistanleveyden ja alhaisen latenssiominaisuuden, suosittelemme käyttämään DFC: tä tämäntyyppisissä malleissa.
Equal Cost Multi-Path Routing
Equal cost multi-path (ECMP) routing on kuormantasaustekniikka, joka optimoi virtoja useiden IP-polkujen välillä minkä tahansa kahden aliverkon välillä Cisco Express Forwarding-yhteensopivassa ympäristössä. ECMP soveltaa TCP-ja UDP-pakettien kuormitustasapainoa virtauskohtaisesti. Ei-TCP/UDP-paketit, kuten ICMP, jaetaan pakettikohtaisesti. ECMP perustuu RFC 2991: een ja sitä käytetään muilla Cisco-alustoilla, kuten PIX-ja Cisco Content Services Switch (CSS) – tuotteissa. ECMP: tä tuetaan sekä 6500-että 4948-10GE-alustoilla, joita suositellaan palvelinklusterin suunnittelussa.
Layer 3-kytkentälaitteiden ASICs-ja Cisco Express-Välitysalgoritmien aiheuttamat dramaattiset muutokset auttavat erottamaan ECMP: n edeltäjäteknologioista. Tärkein etu ECMP design for server cluster implementations on tiivistysalgoritmi yhdistettynä vähän tai ei lainkaan CPU yläpuolella Kerros 3 kytkentä. Cisco Express Forwarding-Tiivistysalgoritmi pystyy jakamaan rakevirtoja useille rivikorteille line-nopeudella laitteistossa. Tiivistysalgoritmin oletusasetus on hajautusvirtojen määrittäminen kerroksen 3 lähde-kohde-IP-osoitteiden perusteella ja valinnaisesti lisäämällä kerroksen 4 porttinumerot ylimääräiselle eriytymiskerrokselle. ECMP-polkujen sallittu enimmäismäärä on kahdeksan.
Kuvassa 3-2 esitetään ecmp-palvelinklusterin 8-suuntainen rakenne. Yksinkertaistamiseksi kuva, vain kaksi access layer Kytkimet näytetään, mutta jopa 32 voidaan tukea (64 10giges per core solmu).
Kuva 3-2 8-Way ECMP Server Cluster Design
Kuvassa 3-2 jokainen access layer-kytkin voi tukea yhtä tai useampaa liitettyjen palvelimien aliverkostoa. Jokaisessa kytkimessä on yksi 10gige-liitäntä kuhunkin kahdeksasta ydinkytkimestä käyttäen kahta 6704-rivikorttia. Tämä kokoonpano tarjoaa kahdeksan polkuja 10GigE yhteensä 80 G Cisco Express Huolinta-käytössä kaistanleveys mihin tahansa muuhun aliverkon palvelimen klusterin Kangas. Näytä ip – reittikysely toiseen aliverkostoon toisessa kytkimessä näyttää kahdeksan samanarvoista merkintää.
ydin on asutettu 10gige-rivikorteilla, joissa on DFC: t, jotta täysin hajautettu nopea kytkentäkangas, jossa on hyvin alhainen port-to-port-latenssi. Näytä ip – reittikysely access layer-kytkimeen näyttää yhden reitin kussakin kahdeksassa ydinkytkimessä.
Huomautus vaikka sitä ei ole testattu tätä ohjetta varten, on uusi 8-porttinen 10 Gigabitin Ethernet-moduuli (WS-X6708-10g-3c), joka on äskettäin otettu käyttöön Catalyst 6500-Sarjan kytkintä varten. Tämä linja kortti testataan sisällyttämistä tähän oppaaseen myöhemmin. Kysymyksiä 8-port 10gige kortti, katso tuotetiedotteessa.
redundanssi palvelinklusterin suunnittelussa
palvelinklusterin rakennetta ei tyypillisesti toteuteta redundanteilla suoritin-tai switch fabric-prosessoreilla. Resilienssiä saavutetaan tyypillisesti luonnostaan suunnittelussa ja menetelmällä, jolla klusteri toimii kokonaisuutena. Kuten luvussa 1 ”Data Center Architecture Overview” on kuvattu, klusterin laskusolmuja hallinnoivat master-solmut, jotka ovat vastuussa tiettyjen tehtävien osoittamisesta kullekin laskusolmulle ja niiden suorituskyvyn seurannasta. Jos laskusolmu putoaa klusterista, se siirtyy käytettävissä olevaan solmuun ja jatkaa toimintaansa, vaikkakin pienemmällä käsittelyteholla, kunnes solmu on käytettävissä. Vaikka klusterin pääsolmuyhteyksien monipuolistaminen eri kulkukytkimien kautta on tärkeää, se ei ole kriittistä laskusolmujen kannalta.
vaikka tarpeettomat suorittimet ovat varmasti valinnaisia, on tärkeää ottaa huomioon porttitiheys, erityisesti 10GE-porttien osalta, joissa ylimääräinen paikka on saatavilla ylimääräisen Sup720-moduulin tilalle.
Huomautus tämän luvun esimerkeissä käytetään ei-redundantteja suoritinmalleja, jotka mahdollistavat enintään 64 10GE-porttia 6509-ydinsolmua kohti, jotka ovat käytettävissä access node uplink-yhteyksiin perustuen 6708 8-porttisen 10gige-linjakortin käyttöön.
palvelinklusterin suunnittelu-kaksitasoinen malli
tässä osiossa kuvataan palvelinklusterin suunnittelun eri lähestymistapoja, jotka hyödyntävät ECMP: tä ja hajautettua CEF: tä. Jokainen suunnittelu osoittaa, miten eri kokoonpanot voivat saavuttaa erilaisia ylimerkintätasoja ja skaalautua joustavasti alkaen muutamasta solmusta ja kasvaen moneksi, joka tukee tuhansia palvelimia.
palvelinklusterin rakenne noudattaa tyypillisesti kaksitasoista mallia, joka koostuu ydin-ja pääsykerroksista. Koska suunnittelutavoitteet edellyttävät kerroksen 3 ECMP ja hajautetun edelleenlähetyksen käyttöä erittäin deterministisen kaistanleveyden ja latenssin saavuttamiseksi palvelinta kohti, kolmitasoinen malli, joka esittelee toisen ylimerkintäpisteen, ei yleensä ole toivottavaa. Kolmiportaisen mallin edut on kuvattu Palvelinkluster Design-kolmiportaisessa mallissa.
palvelinklusteratkaisua suunniteltaessa on otettava huomioon kolme tärkeintä laskelmaa: maksimaaliset palvelinyhteydet, kaistanleveys palvelinta kohti ja ylimerkintäsuhde. Klusterin suunnittelijat voivat määrittää nämä arvot sovelluksen suorituskyvyn, palvelimen laitteiston ja muiden tekijöiden perusteella, mukaan lukien seuraavat:
•maksimimäärä palvelimen GigE yhteyksiä asteikolla-Cluster suunnittelijat tyypillisesti on käsitys enimmäisasteikko tarvitaan initial concept. Ecmp: n suunnittelun etuna on se, että ne voivat aloittaa vähimmäismäärällä kytkimiä ja palvelimia, jotka täyttävät tietyn kaistanleveyden, latenssin ja ylimerkintävaatimuksen, ja kasvaa joustavasti pienellä/ei-häiritsevällä tavalla maksimaaliseen mittakaavaan säilyttäen samalla kaistanleveyden, latenssin ja ylimerkintävaatimuksen arvot.
•arvioitu kaistanleveys palvelinta kohti-tämä arvo voidaan määrittää yksinkertaisesti jakamalla yhteenlaskettu nousukaistanleveys palvelimen GigE-yhteyksillä access layer-kytkimellä. Esimerkiksi liityntäkerros Cisco 6509, jossa on neljä 10GIGE ECMP-liittymää, joissa on 336 palvelimen liityntäporttia, voidaan laskea seuraavasti:
4x10GigE-liittymää, joissa on 336 palvelinta = 120 Mbps palvelinta kohti
säätämällä yhtälön jompaakumpaa puolta vähennetään tai lisätään kaistanleveyden määrää palvelinta kohti.
Huomautus tämä on vain likiarvo ja toimii vain ohjenuorana. Eri tekijät vaikuttavat kunkin palvelimen käytettävissä olevan kaistanleveyden todelliseen määrään. ECMP: n kuormanjako-hash-algoritmi jakaa kuormituksen kerroksen 3 ja kerroksen 4 arvojen perusteella ja vaihtelee liikennemallien mukaan. Myös määritysparametrit, kuten nopeuden rajoittaminen, jonottaminen ja QoS-arvot, voivat vaikuttaa todelliseen saavutettuun kaistanleveyteen palvelinta kohti.
•Ylimerkintäsuhde palvelinta kohti—tämä arvo voidaan määrittää yksinkertaisesti jakamalla palvelimen GigE-yhteyksien kokonaismäärä yhteyskerroksen valitsimen yhteenlasketulla nousevalla kaistanleveydellä. Esimerkiksi access layer 6509, jossa on neljä 10GIGE ECMP-liittymää, joissa on 336 palvelimen liityntäporttia, voidaan laskea seuraavasti:
336 gigan palvelinyhteydet, joissa on 40g:n siirtokaistanleveys = 8.4: 1 ylimerkintäsuhde
seuraavat osiot osoittavat, miten nämä arvot vaihtelevat eri laitteistojen ja yhteenliitäntäkokonaisuuksien perusteella, ja toimivat ohjenuorana suunniteltaessa suuria klusterikokoonpanoja.
Huomautus laskentatarkoituksessa Oletetaan, että Catalyst 6500-Sarjan kytkimessä ei ole viivakorttia kankaan ylimerkinnän vaihtamiseksi. Kaksikanavainen paikka tarjoaa 40g maksimikaistanleveyden kytkinkankaalle. 4-porttinen 10gige-kortti, jossa on kaikki portit linjanopeudella käyttäen enimmäiskokoisia paketteja, pidetään parhaana mahdollisena ehtona, jossa on vähän tai ei lainkaan ylimerkintää. Käytettävissä olevan kytkinkankaan kaistanleveyden todellinen määrä vaihtelee keskimääräisten pakettikokojen perusteella. Nämä laskelmat olisi laskettava uudelleen, jos olisit käyttää ws-X6708 8-portti 10gige kortti, joka on ylimerkitty 2:1.
4-ja 8-suuntaiset ECMP-mallit, joissa on modulaarinen yhteys
seuraavat neljä suunnitteluesimerkkiä osoittavat erilaisia menetelmiä kaksitasoisen palvelinklusterimallin rakentamiseksi ja skaalaamiseksi käyttäen 4-ja 8-suuntaista ECMP: tä. Tärkeimmät huomioon otettavat kysymykset ovat ydinsolmujen määrä ja yliyhteyksien enimmäismäärä, koska nämä vaikuttavat suoraan suurimpaan mittakaavaan, kaistanleveyteen palvelinta kohti ja yliäänityksen arvoihin.
Huomautus vaikka sitä ei ole testattu tätä ohjetta varten, on uusi 8-porttinen 10 Gigabitin Ethernet-moduuli (WS-X6708-10g-3c), joka on äskettäin otettu käyttöön Catalyst 6500-Sarjan kytkintä varten. Tämä linja kortti testataan sisällyttämistä opas myöhemmin. Kysymyksiä 8-port 10gige kortti, katso tuotetiedotteessa.
Huomautus palvelinklusterin liittämiseksi kampus-tai metroverkon ulkopuoliseen verkkoon tarvittavia linkkejä ei ole esitetty näissä suunnitteluesimerkeissä, mutta ne on otettava huomioon.
Kuvassa 3-3 on esimerkki, jossa kahta ydinsolmua käytetään 4-tie ECMP-ratkaisun tuottamiseen.
Kuva 3-3 4-Way ECMP käyttämällä kahta Ydinsolmua
tämän lähestymistavan etuna on, että pienempi määrä ydinkytkimiä voi tukea suurta määrää palvelimia. Mahdollinen haitta on korkea ylimerkintä-pieni kaistanleveys palvelinta kohti ja suuri altistuminen ydinsolmun vialle. Huomaa, että ylälinkit ovat yksittäisiä L3-yhteyksiä eivätkä Etherchanneleita.
Kuva 3-4 osoittaa, miten kahden ydinsolmun lisääminen edelliseen malliin voi kasvattaa maksimiasteikkoa dramaattisesti säilyttäen samalla samat ylimerkintä-ja kaistanleveysarvot palvelinta kohti.
Kuva 3-4 4-tie ECMP käyttäen neljää Ydinsolmua
Kuva 3-5 esittää 8-tie ECMP: n rakennetta käyttäen kahta ydinsolmua.
Kuva 3-5 8-Way ECMP käyttäen kahta Ydinsolmua
odotetusti, ylimääräinen siirtokaistanleveys lisää huomattavasti kaistanleveyttä palvelinta kohti ja vähentää ylimerkintäsuhdetta palvelinta kohti. Huomaa, miten lisäpaikat otetaan kunkin access layer kytkin tukea 8-way uplinks vähentää enimmäisasteikko kuin määrä palvelimia per-kytkin on vähennetty 288. Huomaa, että ylälinkit ovat yksittäisiä L3-yhteyksiä eivätkä Etherchanneleita.
Kuvassa 3-6 on 8-suuntainen ECMP-malli, jossa on kahdeksan ydinsolmua.
Kuva 3-6 8-Way ECMP käyttäen kahdeksaa Ydinsolmua
tämä osoittaa, miten lisäämällä neljä ydinsolmua samaan aikaisempaan malliin voidaan dramaattisesti lisätä maksimiasteikkoa säilyttäen samalla samat ylimerkinnät ja kaistanleveyden per palvelin-arvot.
2-Way ECMP Design with 1RU Access
monissa klusteriympäristöissä teline-pohjaista palvelinkytkentää käyttäen pieniä kytkimiä jokaisen palvelintelineen yläosassa on haluttu tai vaaditaan kaapeloinnin, hallinnon, kiinteistöjen tai tiettyjen käyttöönottomallin tavoitteiden vuoksi.
Kuvassa 3-7 on esimerkki, jossa kahta ydinsolmua käytetään 2-suuntaisen ECMP-ratkaisun tuottamiseen 1RU 4948-10GE-liitäntäkytkimillä.
Kuva 3-7 2-Way ECMP, jossa käytetään kahta Ydinsolmua ja 1RU-yhteyttä
maksimiasteikko on rajoitettu 1536 palvelimeen, mutta tarjoaa yli 400 Mbps: n kaistanleveyden alhaisella ylimerkintäsuhteella. Koska 4948 on vain kaksi 10gige uplinks, tämä muotoilu ei voi skaalata yli näiden arvojen.
Huomautus lisätietoja telkkaripohjaisesta palvelinvaihdosta on luvussa 3 ” Ethernet – Palvelinklusterimallit.”
Palvelinklusterisuunnittelu-kolmiportainen malli
vaikka kaksiportainen malli on yleisin suurissa klusterimalleissa, voidaan käyttää myös kolmiportaista mallia. Kolmiportaista mallia käytetään tyypillisesti tukemaan suuria palvelinklusteritoteutuksia käyttäen 1RU – tai modulaarisia access layer-kytkimiä.
Kuva 3-8 näyttää suuren mittakaavan esimerkin, jossa käytetään 8-suuntaista ECMP: tä, jossa on 6500 ydin-ja aggregaattikytkintä ja 1RU 4948-10GE access layer-kytkimiä.
Kuva 3-8 kolmiportainen Malli 8-suuntaisella ECMP: llä
maksimiasteikko on yli 9200 palvelinta, joiden kaistanleveys on 277 Mbps ja ylimerkintäsuhde Alhainen. Kolmiportaisen lähestymistavan etuihin, joissa käytetään 1RU-liittymäkytkimiä, kuuluvat seuraavat:
•1RU-käyttöönottomallit—kuten aiemmin mainittiin, monet suuret klusterimallien käyttöönotot edellyttävät 1RU-lähestymistapaa yksinkertaistettuun asennukseen. Esimerkiksi ASP rullaa telineet palvelimia kerrallaan, kun ne skaalaavat suuria klusterin sovelluksia. Palvelimen teline on valmiiksi koottu ja lavastettu offsite siten, että se voidaan nopeasti asentaa ja lisätä käynnissä klusterin. Tähän liittyy yleensä kolmas osapuoli, joka rakentaa telineet, esiasetaa palvelimet ja esijohdattaa ne virralla ja Ethernetillä 1RU-kytkimeen. Teline rullaa datakeskukseen ja se on yksinkertaisesti kytketty ja lisätty klusteriin, kun olet kytkenyt ylemmät yhteydet.
ilman aggregaattikerrosta 1RU-liityntämallin maksimikoko on rajoitettu hieman yli 1500 palvelimeen. Aggregointikerroksen lisääminen mahdollistaa 1RU access-mallin skaalautumisen paljon suurempaan kokoon hyödyntäen silti ECMP-mallia.
•keskitys ydin ja yhdistäminen Kytkimet-1RU Kytkimet käyttöön telineisiin, on mahdollista keskittää suurempi ydin ja yhdistäminen modulaarinen Kytkimet. Tämä voi yksinkertaistaa virta-ja kaapelointi-infrastruktuuria ja parantaa teline kiinteistöjen käyttöä.
•sallii kerroksen 2 silmukkaton topologia-suuri klusteriverkko käyttäen Kerrosta 3 ECMP access voi käyttää paljon osoiteavaruutta ylämäissä ja voi lisätä monimutkaisuutta suunnitteluun. Tämä on erityisen tärkeää, jos käytetään kuulutusavaruutta. Kolmitasoinen malli soveltuu hyvin kerroksen 2 silmukkavapaaseen topologiaan, joka vähentää tarvittavien aliverkkojen määrää.
kun käytetään kerroksen 2 silmukkatonta mallia, on tärkeää käyttää redundanttia oletusyhdyskäytäväprotokollaa, kuten HSRP: tä tai GLBP: tä, yksittäisen vikapisteen poistamiseksi, jos yhdistämissolmu epäonnistuu. Tässä mallissa aggregointimoduulit eivät ole yhteydessä toisiinsa, mikä mahdollistaa silmukkattoman Layer 2-rakenteen, joka voi hyödyntää GLBP: tä automaattiseen palvelimen oletusyhdyskäytävän kuormituksen tasapainottamiseen. GLBP jakaa automaattisesti palvelimien oletusyhdyskäytävän määrityksen yhdistämismoduulin kahden solmun välillä. Kun paketti saapuu yhdistämiskerrokseen, se tasapainotetaan ytimen poikki käyttäen 8-way ECMP-kangasta. Vaikka GLBP ei tarjoa CEF: n kaltaista Layer 3/Layer 4-kuormitusjakaumaa, se on vaihtoehto, jota voidaan käyttää Layer 2-access-topologialla.
laskettaessa ylimerkintää
kolmiportaisessa mallissa otetaan käyttöön kaksi ylimerkintäpistettä access-ja aggregointitasoilla verrattuna kaksiportaiseen malliin, jossa on vain yksi ylimerkintäpiste pääsykerroksessa. Laskeakseen oikein likimääräisen kaistanleveyden palvelinta kohti ja ylimerkintäsuhteen, suorita seuraavat kaksi vaihetta, joissa käytetään esimerkiksi kuvaa 3-8:
Vaihe 1 laske ylimerkintäsuhde ja kaistanleveys palvelinta kohti sekä yhteen-että käyttöoikeuskerroksille itsenäisesti.
•Pääsykerros
–ylimerkintä—48ge liitetyt palvelimet/20g nousevia linkkejä yhdistämiseen = 2.4:1
–kaistanleveys per palvelin—20g uplinks to aggregation/48GigE attached servers = 416Mbps
•Yhdistämiskerros
–ylimerkintä—120g alaslinkkiä Accessiin/80G nousevaa linkkiä ytimeen = 1.5:1
Vaihe 2 laske yhdistetty ylimerkintäsuhde ja kaistanleveys palvelinta kohti.
todellinen ylimerkintäsuhde on kahden ylimerkintäpisteen summa access – ja aggregointitasoilla.
1.5*2.4 = 3.6:1
todellisen kaistanleveyden määrittämiseksi palvelinta kohti käytetään algebrallista kaavaa suhteille:
a:b = c: d
liityntäkerroksen kaistanleveydeksi palvelinta kohti on määritetty 416 Mbps. Koska aggregaatiokerroksen ylimerkintäsuhde on 1.5: 1, voit soveltaa yllä olevaa kaavaa seuraavasti:
416:1 = x: 1.5
x = ~264 Mbps palvelinta kohti
suositeltava laitteisto ja moduulit
palvelinklusterimallin suositellut alustat koostuvat Cisco Catalyst 6500-perheestä Sup720-prosessorimoduulilla ja katalysaattori 4948-10GE 1RU-kytkimestä. Korkea kytkentänopeus, suuri kytkin kangas, alhainen latenssi, hajautettu huolinta ja 10gige tiheys tekee Catalyst 6500 – Sarjan kytkin ihanteellinen kaikille tämän mallin kerroksille. 1RU muoto tekijä yhdistettynä Lanka korko Huolinta, 10GE uplinks ja erittäin alhainen jatkuva latenssi tekee 4948-10GE erinomainen alkuun teline ratkaisu access kerros.
seuraavia suositellaan:
•Sup720-Sup720 voi koostua sekä pfc3a: sta (oletusarvo) että uudemmista pfc3b-tyyppisistä tytärkorteista.
•Line-kortit – kaikkien line-korttien tulisi olla 6700-sarjoja ja kaikkien tulisi olla käytössä hajautettuun huolintaan dfc3a-tai dfc3b-tytärkorttien kanssa.
Huomautus käyttämällä kaikkia kankaaseen kiinnitettyjä CEF720-sarjan moduuleja, globaali Kytkentätila on kompakti, mikä mahdollistaa järjestelmän toiminnan korkeimmalla suoritustasolla. Catalyst 6509 voi tukea 10 gigan moduuleja kaikissa asennoissa, koska jokainen paikka tukee kaksoiskanavia kytkinkankaaseen (Cisco Catalyst 6513 ei tue tätä).
•Cisco Catalyst 4948-10GE-4948-10GE tarjoaa korkean suorituskyvyn access layer ratkaisu, joka voi hyödyntää ECMP ja 10GIGE uplinks. Erityisvaatimuksia ei tarvita. 4948-10GE voi käyttää Kerros 2 Cisco IOS kuva tai kerros 2/3 Cisco IOS kuva, joka mahdollistaa optimaalisen sovi joko ympäristössä.