מארוול מספקת מענה לאתגרי הגידול של מרכזי נתונים

ירון צימרמן, מנהל קו מוצרים בכיר, מארוול | יניב קופלמן, CTO רשתות וקישוריות, מארוול 08.10.17

הארכת מחזור החיים של ארכיטקטורה מבוססת מתגי 3.2 טרה-בייט

אנו חווים גידול חסר תקדים של מרכזי נתונים (Data Centers). המניע לכך הוא מגמת הגידול המעריכי במחשוב מבוסס ענן והדרישה לאחסון בענן שאנו יכולים לראות עתה. בעוד שלפני כמה שנים ראינו שמתגי 1 ג'יגה-בייט הוכיחו שהם מספקים לענות על הדרישה, כיום אפילו מתגי 3.2 טרה-בייט, שכרגע הם אבן הבנייה של התשתית של מרכזי הנתונים, נמתחים עד למלוא תפוקתם.

בזמן שהדרישה מצד הרשתות גדלה, חוק מור (שלמעשה מגדיר את תעשיית המוליכים למחצה) לא הצליח לעמוד בדרישה. במקום לגדול ברמת הסיליקון, מרכזי נתונים נאלצו להתרחב. לדבר זה יש מחיר, עם עליה מתמדת בהשקעת הון, בדמות הוצאות תפעוליות וזמני השהייה הולכים וגדלים כתוצאה מכך. כאשר מתמודדים עם סביבה מאתגרת, יש צורך לנקוט בגישה שונה. על מנת לעמוד בציפיות הנוכחיות בצורה כלכלית תוך המשך הבטחת קיבולת לגידול עתידי, על מרכזי הנתונים (כפי שנוכל לראות) לנוע קדימה ולאמץ גישה מודולרית.
עובד מארוול רון רינדזונסקי מעביר למהנדס מחשוב המחלקה גיא אנצלוביץ את לוחות ה-ClearFog Armada 38x.

הרחבה של מרכז הנתונים

מרכזי נתונים מתוכננים להתמודד עם גידול משמעותי בדרישות לקיבולת רשת – כאשר מספר הולך וגדל של שירותים, בנוסף להגדלה של אחסון נתונים, מתחילים לנדוד לענן. הגדלה זו בקיבולת הרשת מניבה דרישה להגדלה של כמות הסיליקון שתתמוך בה.

על מנת לעמוד בהגדלת קיבולת הרשתות, מרכזי נתונים קונים מתגים חזקים עוד יותר להצבה במדפים העליונים. צריכת החשמל של אלה עולה, דבר שמשפיע על תקציב החשמל הכללי ומשאיר פחות הספק לשרתי מרכזי הנתונים. לא רק שהדבר מוביל לבזבוז חשמל מיותר, הוא גם מגדיל את הוצאות ניהול החום ואת ההוצאה התפעולית הכוללת. בזמן שמרכזי נתונים אלה מתרחבים על מנת לעמוד בדרישה, לעתים קרובות הם גם נאלצים להוסיף זמני השהייה של תעבורת נתונים בצירים צפון-דרום וכן מזרח מערב שכרוכה בתהליך העיבוד.
כמו כן, מחיר הסיליקון לטרנזיסטור אינו במגמת ירידה. בעבר, נהגנו ליהנות מהפחתות מחירים ככל שגודלי העיבוד ירדו מ-90, ל-65 עד ל-40 ננומטר. אולם, המצב שונה היום. ככל שאנחנו רואים את גדלי העיבוד יורדים אל מתחת לגודל קצה של 28 ננומטר, התפוקות פוחתות וכפועל יוצא, המחירים עולים. על מנת לטפל בבעיות של מרכזי נתונים בדרגת ענן, לא ניתן ליישם יותר שיטות מסורתיות. במקום זאת, עלינו לנקוט גישה מודולרית לרשתות.

התקני PIPE וגשרים

מרכזי הנתונים של ימינו פועלים בדרך כלל על היררכיות עלים ושדרה במספר רב של רמות. ארונות תקשורת עם מתגי מדף עליון מתחברים למתגי השדרה של הרשת. אלה, בתורם, מתחברים למתגי ליבה שבהמשך הדרך מתחברים לאינטרנט. האלמנטים בשדרה, כמו גם אלה שברמות של המדף העליון, כוללים מתגים מלאים ומנוהלים.
לפי הגישה המודולרית, ניתן להסיר את מתגי המדף העליון ולהחליפם בהתקני קלט / פלט פשוטים ובמיוחד ברכיבי Port Extenders. הדבר מגדיל את הפורטים של הקלט / פלט של מתג השדרה לכל אורך הדרך עד למדף העליון. התוצאה היא מדף עליון פסיבי ללא ניהול. הוא פשוט מעביר את הנתונים למתג השדרה. בנוסף לכך, על ידי הוצאת שכבה שלמה מתוך היררכית הניהול, הרשתות הופכות שטוחות יותר וקלות יותר לניהול.

עתה, מתג השדרה מתפקד כ-Controlling Bridge. גשר שליטה זה מסוגל לנהל את השכבה שקודם לכן נוהלה על ידי מתג המדף העליון. משמעות הדבר היא שבאמצעות הסדר כזה, ניתן להפריד פורטי קלט / פלט של רשתות, שהיו ממוקמים קודם לכן במתג המדף העליון, מהמתג הלוגי שבמתג השדרה שמנהל אותם. גישה מודולרית חדשנית זו מיושמת במספר הולך וגדל של Port Extenders ו-Control Bridge שעתה מארוול מציעה עם תמיכה בתקן הרחבת פורטים בגשרים IEEE 802.1BR.

מענה לאתגרי גידול של מרכזי נתונים

הגישה המודולרית של רכיב Port Extender ו-Control Bridge מאפשרת למרכזי נתונים לטפל בכל אתגרי הגידול לאורך ולרוחב. רכיבי Port Extender פותרים את נושא זמני ההשהיה על ידי השטחת ההיררכיה. במקום להשתמש בשכבות "עלה" ו"שדרה" מסורתיות, רכיבי ה-Port Extender פשוט מרחיבים את פורטי הקלט / פלט של מתג השדרה עד למתג המדף העליון. לכל שרת במדפים יש חיבור כמעט ישיר למתג המנהל. הדבר משפר את זמן ההשהיה לתנועה בציר צפון-דרום.

רכיב ה- Port Extender גם מפריד את התנועה מפורטי אתרנט בני 10 ג'יגה-בייט לפלט בנפחים גדולים יותר ומאפשר שימוש במתגי טרה-בייט עם פורטי אתרנט בני 25, 40 ו-100 ג'יגה-בייט בלבד על מנת לתקשר עם יחידות קצה בנות 10 ג'יגה-בייט. בהשוואה למתג מנוהל, רכיב Port Extender פסיבי הוא רכיב פשוט יותר בצורה משמעותית. המשמעות שנובעת מהדבר היא הוצאה ראשונית נמוכה יותר כמו גם הפחתה בצריכת החשמל ושיטת ניהול רשת פשוטה יותר. במקום להתמודד עם מתגי עלה ושדרה בעת ובעונה אחת, כל שנחוץ לניהול המערכת הוא להתמקד במתגים המנהלים בשכבת השדרה.

העובדה שאיננו רואים את קצה ההתקדמות של קיבולת הרשת, מרכזי נתונים מבוססי ענן תמיד ילוו בצורך להתמודד עם אתגרים הולכים וגדלים. הגישה המודולרית המתוארת פה מסייעת לפתור אתגרים אלה.