Tài liệu Kế nối mạng trung tâm dữ liệu kiến trúc server farm và hướng dẫn thiết kế doc

Cơ sở hạ tâng trung tâm dữ liệu - Tổng quan về kiến trúc Server Farm - Yêu câu thiết kê cho Server Farm - Mô hình thiết kế lớp truy nhập - Ảnh hưởng đến khả năng mở rộng và mật độ °

Trang 1

Cisco SYSTEMS

fey

"mm,

————————_—

KÉT NÓI MẠNG TRUNG TÂM DỮ LiEU

KiEN TRUC SERVER FARM VA HƯỚNG

DAN THIET KE

TERRY SEETO

Trang 2

Nội dung

Cơ sở hạ tâng trung tâm dữ liệu

- Tổng quan về kiến trúc Server Farm

- Yêu câu thiết kê cho Server Farm

- Mô hình thiết kế lớp truy nhập

- Ảnh hưởng đến khả năng mở rộng và mật độ

° Độ khả dụng cao trong trung tâm dữ liệu

- Tổng kết

Trang 3

TONG QUAN VE KiEN TRUC

CHUYEN MACH SERVER FARM

CUA TRUNG TAM DU LiEU

Trang 4

Định nghĩa Lớp truy nhập DC

Máy chủ Lớp 2, Lớp 3 và kết nỗi Mainframe

‹ Lõi doanh nghiệp

Trang 5

Định nghĩa lớp kết hợp DC

Cung cap dich vu An ninh/Ung dung ating chung

._ L6i doanh nghiệp) lor NO |

HL Prete aS

L2 wi Clustering „ ade „ Chassis wi Truy and NIC Teaming assis Wi Integrated nhap lop

Trang 6

- Phiên dịch vụ như phiên tường lửa và phiến cân bằng tai

cung cấp các chức năng trạng thái dựa trên phần cứng

‹ Các phiên tích hợp làm tối ưu hóa không gian giá, quản lý cầu hình và đi cáp

‹ Cung cấp độ linh hoạt cao nhất và kinh tế quy mô

Trang 7

Định nghĩa lớp tích hợp DC

Đường giao tiêp máy chủ đên máy chủ

Tôn tại những loại lưu lượng máy chủ tới máy chủ nào?

Tương tác nhiều lớp, Dự phòng, Nhân bản, Thông điệp nhóm, Lưu trữ qua IP

- _ Mô đun kết hợp có thể cung cấp tuyến giao tiếp sơ cấp cho lưu lượng giữa các máy chủ

- - Sự xuất hiện của lưu lượng phi truyền thống

- _ Tạo nên dự phòng và số lượng các đường lên 10GE ít hơn

- - Máy chủ được cung cấp với PCI-X NIC's và GE

- - Quy hoạch băng thông cho dung lượng máy chủ thực trong tương lai

Trang 8

Quy hoạch và xây dựng trước lõi DC

Trang 9

Định nghĩa ma trận chuyên mạch máy chủ DC

Ma trận chuyền mạch máy chủ cho lưu =3 liên may chu

Ma tran chuyén mach may

chu kién tao theo muc Mạng lưu trữ 7 5

tiêu, cho phép: ° N -

1 Ethernet

Ảo hóa máy chủ

Tính toán Lưới/Tiện ích

Môi trường Cluster

Tạo cluster cơ sở dữ liệu So KO a JS |

Ma tran máy Ma tran may

a ye ~ Linux/Windows (phiên)

sang ÏP và lớp lưu trữ

Mói, hiện đại, vẫn đang Enterprise GRID

chín mudi

Trang 10

YEU CAU THIET KE TRONG

Trang 11

Khi nào cân có lân cận lớp 22

Thỏa mãn yêu câu ứng dụng Server Farm

° Tạo Clusfter: các ứng dụng

thường được thực thi trên

nhiều máy chủ được tạo

cluster dé xuất hiện như

một thiết bị đơn nhất;

chung cho các yêu câu HA

và cân bằng tải; (Windows

MSCS và NLB)

‹ Phân mêm tạo nhóm NIC

yêu câu lân cận lớp 2 giữa

Trang 12

Định nghĩa Lân cận lớp 2

“Lân cận lớp 2 giữa các máy chủ có nghĩa là các máy

chủ này nằm trong cùng miền quảng bá Khi các

máy chủ là lân cận lớp 2, mỗi máy chủ nhận được

tat ca các gói tin multicast và quảng bá từ máy chủ

khác.”

Packet Magazine: Quý hai, 2005 Thiêt kê Lớp truy nhập trung tâm dữ liệu

Trang 13

Dinh nghia may chu nhom (clustered)

Cac nhom cho do kha dung cao

Muc tiéu chung: tap hop nhiều máy Giao diện mặt trước

chủ đề thê hiện như một hệ thông

thông nhất nhờ phân mềm đặc biệt

và kêt nôi mạng

Nhóm với 2 nút HA có thể sử dụng

cáp nối chéo riêng đề trao đổi dữ

liệu, trạng thái phiên, giám sát PT :.Server-A Server-B |

Mang Cluster voi 2 nut

chyén mach dé cung cap kétnoitai -

vùng lớp 2 cách biệtVLAN |

Ví dụ: Dịch vụ nhóm MS-Windows

2003 Advanced Server 2003 Cluster

Service (MSCS), cho Exchange and

SQL Servers (tôi đa 8 nút)

Veritas Clustering cho HA

Mạng cluster với 2 hay nhiều nút

Chạy trên chuyên mạch VLAN

Trang 14

tren HTTP duoc “ghép | ⁄2 Address Used in Arp

nhóm” với mục tiêu mở rộng Reply for Server IP

(ví dụ MSCS NLB, dén 32 nut Front-End Interface

mang

“multicast” moi goi tin den

- Một địa chỉ IP được gắn với -~~~~z >> ~~~—~~~=~~~~~~

Ran hoi arp nhóm —N Use Unicast-

- Các bộ cân bằng tải được

che tạo đặc biệt cung cap hân cứng tiêu chuân dựa —¬iÍE | = |

rén giai phap unicast_ho tro

hang tram nut mang A B

Cluster Network

Trang 15

Định nghĩa máy chủ nhóm

Tạo nhóm CSDL

Mục tiêu: cải thiện thời gian khóa CSDL -

và cho phép quét song song hiệu quả

IBM y BEER ERR RBBB RBBB R BRR RRR ee ee eee eee ee eee)

a ` Oracle RAC IBM DB2

Không dùng chung DB2 Cluster Parallel

Trang 16

Mặt sau để đồng bộ nút/chia sẻ dữ liệu bằng các

giao thức IP/TCP hay RDMA (MPI, uDAPL, SDP, SRP

Trang 17

Định nghĩa máy chủ nhóm

Yêu câu/Anh hưởng của các nhom HPC

Có thể cần Lan cận lớp 2 | iữa các nút tính toán

phụ thuộc vài ứng dụng)

Hệ thống file dùng chung cho các nút tính toán

Độ trễ ảnh hưởng lớn đến hiệu năng

Nhân viên mạng và hệ

thông thường không trao

đôi rõ ràng các nhu câu

Công cong

Cac nut chu

Trang 18

Máy chủ nhóm

Ảnh hưởng của thiết kế mạng

> May chu-A va may chu B

giao tiếp trên lớp 2 đề trao

đồi trạng thái, phiên và các thông tin khác

tuyên lên băng thông lớn hơn (GEC, 10GE)

Trang 19

Yêu câu máy chủ phiên

Các lựa chọn kêt nôi

Trang 21

Mô hình thiết kê với truy nhập lớp 2

° Điêu này không có

không cân thiết tất cả 3

chuyên mạch truy nhapy «®

Trang 22

Thiết kê hữu hoàn

° Tuyén dw phong sé chuyén tiép khi tuyén

so cap bi mat

Trang 23

Thiết kê hữu hoàn (looped)

cân bằng tải có thể được => = 26 >

trién khai tai lớp kết hop

va dùng chung trên nhiêu

bo chuyén mach loptruy _-_ _-_—-—— ^^ _—-_— —-_ ˆ -_-_- nhập

¢ VLAN chủ yêu năm giữa

các cặp chuyển mạch truy EE§ &

¢ Tao nhom NIC va tao cum

có thê được hỗ trợ trên

các mô đun lớp truy nhập

Tu may 1 Tu may 2

Trang 24

Mô hình thiết kế với Truy nhập lớp 2

thiện độ ôn định và ngăn

chặn điều kiện vòng jj “Ezzồ> ;

UDLD Switch 1 Switch 2

Trang 25

Mô hình thiết kê với Truy nhập lớp 2

Thiết kế phi hoàn (loop free)

° Spanning Tree được kích

có thể được hỗ trợ trong VLAN 10 Gateway 10.10.10.1

các mô đun lớp truy nhập VLAN 20_ Gateway 10.10.20.1

Trang 26

Nhược điểm của thiết kế phi hoàn

- VLAN cân được hạn ⁄ `

dun lop truy nhap, / 10.10.10.0 10.10.20.0

khi đó sẽ xảy ra khóa VLAN 10 Gateway 10.10.10.1

Trang 27

được thực hiện trong chính bộ chuyên mạch truy nhập

- Các tuyên lớp 2 giữa các cặp

chuyên mạch truy nhập hô trợ các yêu câu lân cân lợp 2 (hạn chê tới các cặp chuyên mạc truy nhập)

- _ Mọi đường lên được kích hoạt,

không có khóa spanning tree

- Thời gian hội tụ thườngtốt ~~ H-ØJƒ EZ

hon so voi Spanning Tree Vi

(Rapid PVST+ is close)

- _ Cung cấp sự cách biệt/đặt cho

các máy chu bị quảng bá ảnh hưởng

Trang 28

‹ Thỏa mãn yêu câu ôn định h

của máy chỉ hoặc làm cách biệt môi trường của ứng

-_ Tất cả tuyến lên là đường

khả dụng, không khóa (tôi

đa đến ECMP)

° Lựa chọn đường cho tuyến_ _ sứ KSL _ _ En

lên cân bằng tải với GLBP BH hay câu hình HSRP nhân » công

Trang 29

Nhược điêm của thiêt kê lớp 3

Trang 30

Khi nào sử dụng Truy nhập lớp 2 hay lớp 3

Ảnh hưởng tới Mô đun dịch vụ

- Có thê cần các yêu câu lân cận Sa <<

Trang 33

Ảnh hưởng của mật độ và khả nang mo rong

M6 hinh chuyén mach lớp truy nhập mô đun và 1RU

có triển khai lai gép

Trang 34

ĐỘ KHẢ DỤNG CAO TRONG

TRUNG TÂM DỮ LIiỆU

Trang 35

Độ khả dụng cao trong trung tâm dữ liệu

Độ khả dụng cao của máy chủ

Bộ thích ứng mạng máy chủ 2 Công trong bộ thích ứng máy

chủ nhiêu công ả Môi trường mạng

(truy nhập máy chủ)

4 Môi trường mạng (tuyến lên)

Công chuyên mạch truy nhập

Mô đun chuyền mạch truy nhập

trung tâm dữ liệu đôi với phân mêm tạo nhóm thích ứng mạng

HA trung tâm dữ liệu

Trang 36

Gắn may chu: Nhieu NIC

Bạn có thê ghép nhiều tuyên đề cho phép tạo ra

băng thông cao hơn giữa máy chủ và máy khách

Tat cả link tích cực: Kênh

Cân băng tải

Trang 37

Thời gian chuyên do!

-_ Thời gian chuyền đổi tổng thê là tô

hợp hội tụ tại Lớp 2,3,4

- Cac thiết bị trạng thái nhân bản

thông tin kêt nôi và thường chuyên đôi trong vòng 3 giây

¢ EtherChannels << 1s

¢ STP hoi tu <1

- HSRP có thê điều chỉnh đến <1s

nhưng liệu có can thiet?

- _ Quay lại (Fallback) hội tụ trong~4—

ngăn xếp

TCP Hội tụ lớp 4

Trang 38

NSF/SSO

> NSF/SSO là cơ chế dự phòng của giám MồSF-Aware NŠF-Aware

sát viên cho chuyên đổi bên trong giá

- SSO đồng bộ trạng thái giao thức lớp

2, bảng lớp 2/3 phân cứng (MAC, FIB, bảng lân cận), ACL và bảng QoS

- SSO đồng bộ trạng thái cho: trung kế,

giao diện, EtherChannels, an ninh cong, SPAN/RSPAN, STP, UDLD, VTP

¢ NSF voi EIGRP, OSPF, IS-IS, BGP cho

phep khong tao ra route flapping khi

khoi phuc

Trang 39

DC-2101

Trang 40

Tổng kêt

=m 8œ

- Cần hiểu biết các ứng dụng, tạo cụm và yêu câu HA

máy chủ đề thiêt kê hiệu quả lớp truy nhập DC

- Giao tiếp tốt với nhân viên quản trị hệ thông trong

các lĩnh vực STP, kéo dài VLAN, đi cáp và yêu câu

vê 10GE

- Hiễu ảnh hưởng của các bộ chuyên mạch lớp truy

nhập 1RU va mo dun hoa

- Tạo nhóm NIC có thê mở rộng đáng kề kiến trúc HA

Trang 41

DC-2101

Tiêu đề	Kết Nối Mạng Trung Tâm Dữ Liệu Kiến Trúc Server Farm Và Hướng Dẫn Thiết Kế
Chuyên ngành	Network Infrastructure and Data Center Architecture
Thể loại	Hướng dẫn thiết kế
Năm xuất bản	2005

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	1,38 MB