განაცხადის ცენტრის ინფრასტრუქტურა. მომავლის ქსელის არქიტექტურა - სპეკულაციიდან მოქმედებამდე

ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, Cisco აქტიურად ახორციელებს ახალი არქიტექტურის პოპულარიზაციას მონაცემთა გადაცემის ქსელის შესაქმნელად მონაცემთა ცენტრში - განაცხადის ცენტრის ინფრასტრუქტურა (ან ACI). ზოგიერთი უკვე იცნობს მას. ზოგიერთმა კი მოახერხა მისი განხორციელება თავიანთ საწარმოებში, მათ შორის რუსეთში. თუმცა, IT პროფესიონალებისა და IT მენეჯერების უმეტესობისთვის, ACI კვლავ ან ბუნდოვანი აკრონიმია, ან უბრალოდ ასახვა მომავალზე.
ამ სტატიაში შევეცდებით ეს მომავალი უფრო დავახლოვოთ. ამისათვის ჩვენ ვისაუბრებთ ACI-ის ძირითად არქიტექტურულ კომპონენტებზე და ასევე ილუსტრირებით, თუ როგორ შეიძლება მისი გამოყენება პრაქტიკაში. გარდა ამისა, უახლოეს მომავალში მოვაწყობთ ACI-ის ვიზუალურ დემონსტრაციას, რომელზეც ნებისმიერ დაინტერესებულ IT სპეციალისტს შეუძლია დარეგისტრირება.

თქვენ შეგიძლიათ გაიგოთ მეტი ახალი ქსელის არქიტექტურის შესახებ სანქტ-პეტერბურგში 2019 წლის მაისში. ყველა დეტალი წერია ლინკები. დარეგისტრირდით!

წინაისტორია
ქსელის მშენებლობის ტრადიციული და ყველაზე პოპულარული მოდელი არის სამ დონის იერარქიული მოდელი: ძირითადი -> განაწილება (აგრეგაცია) -> წვდომა. მრავალი წლის განმავლობაში ეს მოდელი იყო სტანდარტი; მწარმოებლები აწარმოებდნენ სხვადასხვა ქსელურ მოწყობილობებს მისთვის შესაბამისი ფუნქციონირებით.
ადრე, როდესაც ინფორმაციული ტექნოლოგია იყო ბიზნესის ერთგვარი აუცილებელი (და, გულწრფელად რომ ვთქვათ, არა ყოველთვის სასურველი) დანამატი, ეს მოდელი იყო მოსახერხებელი, ძალიან სტატიკური და საიმედო. თუმცა, ახლა, როდესაც IT არის ბიზნესის განვითარების ერთ-ერთი მამოძრავებელი ძალა და ხშირ შემთხვევაში თავად ბიზნესი, ამ მოდელის სტატიკური ბუნებამ დაიწყო დიდი პრობლემები.

თანამედროვე ბიზნესი ქმნის უამრავ სხვადასხვა კომპლექსურ მოთხოვნას ქსელის ინფრასტრუქტურისთვის. ბიზნესის წარმატება პირდაპირ დამოკიდებულია ამ მოთხოვნების შესრულების დროზე. ასეთ პირობებში შეფერხება მიუღებელია და ქსელის მშენებლობის კლასიკური მოდელი ხშირად არ იძლევა ყველა ბიზნეს მოთხოვნილების დროულად დაკმაყოფილების საშუალებას.

მაგალითად, ახალი რთული ბიზნეს აპლიკაციის გაჩენა მოითხოვს ქსელის ადმინისტრატორებს შეასრულონ მსგავსი რუტინული ოპერაციების დიდი რაოდენობა სხვადასხვა ქსელის მოწყობილობებზე სხვადასხვა დონეზე. გარდა იმისა, რომ შრომატევადია, ის ასევე ზრდის შეცდომის დაშვების რისკს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს IT სერვისების სერიოზული შეფერხება და, შედეგად, ფინანსური ზარალი.

პრობლემის საფუძველი თავად ვადები ან მოთხოვნების სირთულეც კი არ არის. ფაქტია, რომ ეს მოთხოვნები უნდა იყოს "თარგმნილი" ბიზნეს აპლიკაციების ენიდან ქსელური ინფრასტრუქტურის ენაზე. მოგეხსენებათ, ნებისმიერი თარგმანი ყოველთვის მნიშვნელობის ნაწილობრივი დაკარგვაა. როდესაც აპლიკაციის მფლობელი საუბრობს მისი აპლიკაციის ლოგიკაზე, ქსელის ადმინისტრატორს ესმის VLAN-ების ნაკრები, წვდომის სიები ათობით მოწყობილობაზე, რომლებიც საჭიროებენ მხარდაჭერას, განახლებას და დოკუმენტირებას.

დაგროვილმა გამოცდილებამ და მომხმარებლებთან მუდმივმა კომუნიკაციამ Cisco-ს საშუალება მისცა შეემუშავებინა და დაენერგა ახალი პრინციპები მონაცემთა ცენტრის მონაცემთა გადაცემის ქსელის შესაქმნელად, რომელიც აკმაყოფილებს თანამედროვე ტენდენციებს და ეფუძნება, პირველ რიგში, ბიზნეს აპლიკაციების ლოგიკას. აქედან მოდის სახელწოდება - Application Centric Infrastructure.

ACI არქიტექტურა.
ყველაზე სწორია ACI არქიტექტურის განხილვა არა ფიზიკური მხრიდან, არამედ ლოგიკური მხრიდან. იგი დაფუძნებულია ავტომატური პოლიტიკის მოდელზე, რომლის ობიექტებიც ზედა დონეზე შეიძლება დაიყოს შემდეგ კომპონენტებად:

1. ქსელი, რომელიც დაფუძნებულია Nexus გადამრთველებზე.
2. APIC კონტროლერების კლასტერი;
3. აპლიკაციის პროფილები;

მოდით განვიხილოთ თითოეული დონე უფრო დეტალურად - და ჩვენ გადავალთ მარტივიდან რთულზე.

ქსელი, რომელიც დაფუძნებულია Nexus გადამრთველებზე
ACI ქარხანაში ქსელი ტრადიციული იერარქიული მოდელის მსგავსია, მაგრამ მისი აშენება გაცილებით მარტივია. ქსელის ორგანიზებისთვის გამოიყენება Leaf-Spine მოდელი, რომელიც გახდა საყოველთაოდ მიღებული მიდგომა შემდეგი თაობის ქსელების დასანერგად. ეს მოდელი შედგება ორი დონისგან: ხერხემალი და ფოთოლი, შესაბამისად.

ხერხემლის დონე პასუხისმგებელია მხოლოდ შესრულებაზე. Spine კონცენტრატორების მთლიანი შესრულება უდრის მთლიანი ქსოვილის შესრულებას, ამიტომ ამ დონეზე უნდა იქნას გამოყენებული 40G ან უფრო მაღალი პორტების მქონე კონცენტრატორები.
ხერხემლის გადამრთველები უერთდებიან ყველა გადამრთველს შემდეგ დონეზე: ფოთლის გადამრთველები, რომლებზეც დაკავშირებულია ბოლო ჰოსტები. Leaf switches-ის მთავარი როლი არის პორტის სიმძლავრე.

ამრიგად, სკალირების საკითხები ადვილად გვარდება: თუ ქსოვილის გამტარუნარიანობა უნდა გავზარდოთ, ვამატებთ Spine გადამრთველებს, ხოლო თუ გვჭირდება პორტის სიმძლავრის გაზრდა, ვამატებთ Leaf-ს.
ორივე დონისთვის გამოიყენება Cisco Nexus 9000 სერიის გადამრთველები, რომლებიც Cisco-სთვის არის მონაცემთა ცენტრის ქსელების მშენებლობის მთავარი ინსტრუმენტი, მიუხედავად მათი არქიტექტურისა. ხერხემლის ფენისთვის გამოიყენება Nexus 9300 ან Nexus 9500 კონცენტრატორები, ხოლო Leaf-ისთვის მხოლოდ Nexus 9300.
Nexus კონცენტრატორების მოდელის დიაპაზონი, რომლებიც გამოიყენება ACI ქარხანაში, ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

APIC (Application Policy Infrastructure Controller) კონტროლერების კლასტერი
APIC კონტროლერები არის სპეციალიზებული ფიზიკური სერვერები, ხოლო მცირე განხორციელებისთვის შესაძლებელია გამოიყენოთ ერთი ფიზიკური APIC კონტროლერის კლასტერი და ორი ვირტუალური.
APIC კონტროლერები უზრუნველყოფენ კონტროლისა და მონიტორინგის ფუნქციებს. მთავარი ის არის, რომ კონტროლერები არასოდეს მონაწილეობენ მონაცემთა გადაცემაში, ანუ, თუნდაც ყველა კლასტერული კონტროლერი ჩავარდეს, ეს საერთოდ არ იმოქმედებს ქსელის სტაბილურობაზე. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ APIC-ების დახმარებით ადმინისტრატორი მართავს ქარხნის აბსოლუტურად ყველა ფიზიკურ და ლოგიკურ რესურსს და რაიმე ცვლილების განსახორციელებლად აღარ არის საჭირო კონკრეტულ მოწყობილობასთან დაკავშირება, ვინაიდან ACI იყენებს ერთი საკონტროლო წერტილი.

ახლა გადავიდეთ ACI-ის ერთ-ერთ მთავარ კომპონენტზე - აპლიკაციის პროფილებზე.
აპლიკაციის ქსელის პროფილი არის ACI-ის ლოგიკური საფუძველი. ეს არის აპლიკაციის პროფილები, რომლებიც განსაზღვრავენ ქსელის ყველა სეგმენტს შორის ურთიერთქმედების პოლიტიკას და თავად აღწერენ ქსელის სეგმენტებს. ANP საშუალებას გაძლევთ აბსტრაქტულად მოახდინოთ ფიზიკური ფენა და, ფაქტობრივად, წარმოიდგინოთ, როგორ უნდა მოაწყოთ ურთიერთქმედება ქსელის სხვადასხვა სეგმენტებს შორის აპლიკაციის თვალსაზრისით.

განაცხადის პროფილი შედგება კავშირის ჯგუფებისგან (End-point ჯგუფები - EPG). კავშირის ჯგუფი არის ჰოსტების ლოგიკური ჯგუფი (ვირტუალური მანქანები, ფიზიკური სერვერები, კონტეინერები და ა.შ.), რომლებიც განლაგებულია უსაფრთხოების იმავე სეგმენტში (არა ქსელი, არამედ უსაფრთხოება). საბოლოო მასპინძლები, რომლებიც ეკუთვნის კონკრეტულ EPG-ს, შეიძლება განისაზღვროს კრიტერიუმების დიდი რაოდენობით. ჩვეულებრივ გამოიყენება შემდეგი:

• ფიზიკური პორტი
• ლოგიკური პორტი (პორტის ჯგუფი ვირტუალურ გადამრთველზე)
• VLAN ID ან VXLAN
• IP მისამართი ან IP ქვექსელი
• სერვერის ატრიბუტები (სახელი, მდებარეობა, OS ვერსია და ა.შ.)

სხვადასხვა EPG-ების ურთიერთქმედებისთვის, მოწოდებულია ერთეული, რომელსაც ეწოდება კონტრაქტები. კონტრაქტი განსაზღვრავს ურთიერთობას სხვადასხვა EPG-ს შორის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ხელშეკრულება განსაზღვრავს, თუ რა მომსახურებას უწევს ერთი EPG მეორე EPG-ს. მაგალითად, ჩვენ ვქმნით კონტრაქტს, რომელიც საშუალებას აძლევს ტრაფიკს გადავიდეს HTTPS პროტოკოლზე. შემდეგი, ჩვენ ვუკავშირდებით ამ კონტრაქტს, მაგალითად, EPG Web (ვებ სერვერების ჯგუფი) და EPG App (აპლიკაციის სერვერების ჯგუფი), რის შემდეგაც ამ ორ ტერმინალის ჯგუფს შეუძლია გაცვალოს ტრაფიკი HTTPS პროტოკოლით.

ქვემოთ მოყვანილი სურათი აღწერს სხვადასხვა EPG-ს შორის კომუნიკაციის დაყენების მაგალითს იმავე ANP-ის ფარგლებში კონტრაქტების მეშვეობით.

ACI ქარხანაში შეიძლება იყოს ნებისმიერი რაოდენობის აპლიკაციის პროფილი. გარდა ამისა, კონტრაქტები არ არის მიბმული აპლიკაციის კონკრეტულ პროფილთან; ისინი შეიძლება (და უნდა) იქნას გამოყენებული EPG-ების დასაკავშირებლად სხვადასხვა ANP-ში.

სინამდვილეში, თითოეული აპლიკაცია, რომელიც მოითხოვს ქსელს ამა თუ იმ ფორმით, აღწერილია საკუთარი პროფილით. მაგალითად, ზემოთ მოცემულ დიაგრამაზე ნაჩვენებია სამსაფეხურიანი აპლიკაციის სტანდარტული არქიტექტურა, რომელიც შედგება N რაოდენობის გარე წვდომის სერვერებისგან (Web), აპლიკაციის სერვერებისგან (App) და DBMS სერვერებისგან (DB) და ასევე აღწერს ურთიერთქმედების წესებს შორის. მათ. ტრადიციულ ქსელურ ინფრასტრუქტურაში, ეს იქნება წესების ნაკრები, რომელიც დაიწერება ინფრასტრუქტურის სხვადასხვა მოწყობილობებზე. ACI არქიტექტურაში ჩვენ აღვწერთ ამ წესებს ერთი აპლიკაციის პროფილის ფარგლებში. ACI, აპლიკაციის პროფილის გამოყენებით, ბევრად აადვილებს დიდი რაოდენობის პარამეტრების შექმნას სხვადასხვა მოწყობილობებზე, ყველა მათგანის ერთ პროფილში დაჯგუფებით.
ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს უფრო რეალისტურ მაგალითს. Microsoft Exchange-ის აპლიკაციის პროფილი, რომელიც დამზადებულია მრავალი EPG-სა და კონტრაქტისგან.

ცენტრალური მენეჯმენტი, ავტომატიზაცია და მონიტორინგი ACI-ის ერთ-ერთი მთავარი უპირატესობაა. ACI Factory ათავისუფლებს ადმინისტრატორებს დამღლელი სამუშაოსგან, რომ შექმნან დიდი რაოდენობით წესები სხვადასხვა გადამრთველებზე, მარშრუტიზატორებსა და ფაიერვოლებზე (მაშინ, როდესაც კლასიკური სახელმძღვანელო კონფიგურაციის მეთოდი დაშვებულია და შეიძლება გამოყენებულ იქნას). აპლიკაციის პროფილებისა და სხვა ACI ობიექტების პარამეტრები ავტომატურად გამოიყენება მთელ ACI ქსოვილზე. მაშინაც კი, როდესაც ფიზიკურად გადართავთ სერვერებს ქსოვილის გადამრთველების სხვა პორტებზე, არ არის საჭირო პარამეტრების დუბლირება ძველი გადამრთველებიდან ახალზე და არასაჭირო წესების გარკვევა. ჰოსტის EPG წევრობის კრიტერიუმებიდან გამომდინარე, ქარხანა ავტომატურად გააკეთებს ამ პარამეტრებს და ავტომატურად გაასუფთავებს გამოუყენებელ წესებს.
ინტეგრირებული ACI უსაფრთხოების პოლიტიკა დანერგილია თეთრი სიების სახით, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის, რაც აშკარად დაუშვებელია, ნაგულისხმევად აკრძალულია. ქსელური აღჭურვილობის კონფიგურაციის ავტომატურ განახლებასთან ერთად („დავიწყებული“ გამოუყენებელი წესებისა და ნებართვების მოხსნა), ეს მიდგომა მნიშვნელოვნად ზრდის ქსელის უსაფრთხოების საერთო დონეს და ავიწროებს პოტენციური თავდასხმის ზედაპირს.

ACI საშუალებას გაძლევთ მოაწყოთ ქსელური ურთიერთქმედება არა მხოლოდ ვირტუალური მანქანებისა და კონტეინერების, არამედ ფიზიკური სერვერების, ტექნიკის ფაიერვოლებისა და მესამე მხარის ქსელური აღჭურვილობის, რაც ACI-ს უნიკალურ გადაწყვეტად აქცევს მომენტში.
Cisco-ს ახალი მიდგომა მონაცემთა ქსელის აპლიკაციის ლოგიკაზე დაფუძნებული შექმნის შესახებ არ ეხება მხოლოდ ავტომატიზაციას, უსაფრთხოებას და ცენტრალიზებულ მენეჯმენტს. ეს არის ასევე თანამედროვე ჰორიზონტალურად მასშტაბირებადი ქსელი, რომელიც აკმაყოფილებს თანამედროვე ბიზნესის ყველა მოთხოვნას.
ACI-ზე დაფუძნებული ქსელური ინფრასტრუქტურის დანერგვა საშუალებას აძლევს საწარმოს ყველა დეპარტამენტს ისაუბროს ერთ ენაზე. ადმინისტრატორი ხელმძღვანელობს მხოლოდ აპლიკაციის ლოგიკით, რომელიც აღწერს საჭირო წესებსა და კავშირებს. ისევე როგორც აპლიკაციის ლოგიკა, მისით ხელმძღვანელობენ აპლიკაციის მფლობელები და დეველოპერები, ინფორმაციული უსაფრთხოების სამსახური, ეკონომისტები და ბიზნესის მფლობელები.

ამრიგად, Cisco ახორციელებს პრაქტიკაში ახალი თაობის მონაცემთა ცენტრის ქსელის კონცეფციას. გსურთ ნახოთ ეს თქვენთვის? მოდი დემონსტრაციაზე განაცხადის ცენტრის ინფრასტრუქტურა სანქტ-პეტერბურგში და მუშაობა მომავლის მონაცემთა ცენტრის ქსელთან ახლა.
შეგიძლიათ დარეგისტრირდეთ ღონისძიებაზე по ссылке.

წყარო: www.habr.com