Networking del Data Center: Cos'è, Perché è Importante e Tipi

Non è magico come i servizi cloud forniscano dati e applicazioni critiche in ogni momento e da qualsiasi luogo?

Non esiste cloud senza un data center, una struttura fisica dedicata che memorizza, elabora e diffonde dati e applicazioni per centralizzare le operazioni di tecnologia dell'informazione (IT) di un'organizzazione. Garantisce la continuità operativa memorizzando beni proprietari.

Il design del data center si basa su più dispositivi fisici e di rete, inclusi firewall, sistemi di archiviazione, router, switch e controller di distribuzione delle applicazioni. Le soluzioni di networking per data center interconnettono questi dispositivi e nodi dell'infrastruttura del data center per facilitare la trasmissione dei dati. Senza di essi, i dispositivi del data center non possono comunicare tra loro o con reti esterne.

Una rete di data center (DCN) collega le unità di elaborazione e archiviazione di un data center per ottenere prestazioni ottimali. Mentre alcune aziende utilizzano ancora reti di data center on-premise e server fisici, molte si stanno spostando verso ambienti nativi del cloud.

Un data center deve connettere tutti quei dati che vivono su più siti, data center, cloud pubblici, cloud privati, cloud ibridi e cloud privati virtuali. È qui che entra in gioco il networking per data center. Le moderne reti di data center utilizzano la virtualizzazione completa della rete e della sicurezza per garantire una sicurezza robusta e una gestione centralizzata.

Importanza del networking per data center

Il networking per data center è fondamentale per creare un'infrastruttura di rete stabile, affidabile, scalabile e sicura. DCN garantisce che l'infrastruttura soddisfi le esigenze di comunicazione di rete organizzativa in evoluzione supportando il cloud computing e la virtualizzazione. Inoltre, le soluzioni di networking per data center aziendali migliorano con la coerenza operativa, l'automazione e la sicurezza, tutti elementi chiave per fornire servizi di dati e applicazioni.

Il networking per data center è cruciale perché anche:

• Centralizza le risorse e mantiene le operazioni coerenti. Le piattaforme di networking per data center eliminano lo sforzo di connettere le risorse attraverso il cloud, le strutture on-premise e al margine (più vicino alla destinazione dei dati). Queste soluzioni garantiscono anche un'applicazione coerente delle politiche durante l'integrazione delle risorse. Inoltre, puoi gestire tutto da una singola console.
• Automatizza la fornitura di servizi di rete. Le aziende di oggi hanno bisogno di velocità e agilità mentre i loro data center automatizzano i compiti, bilanciano i carichi di lavoro e programmano le reti. Gli strumenti di networking per data center sono più efficienti degli amministratori umani nel gestire quei compiti e nel rispondere ai cambiamenti dinamici dell'uso.
• Facilita la risoluzione dei problemi. I sistemi di networking per data center aiutano le aziende a visualizzare l'intera rete e le sue interconnessioni per risolvere i problemi di rete.
• Migliora la sicurezza del data center. Poiché i data center memorizzano informazioni di alto valore e proprietà intellettuale, sono soggetti a attacchi informatici. Il networking per data center protegge applicazioni e dati con controlli di sicurezza integrati, inclusi sistemi di rilevamento delle intrusioni (IDS), sistemi di prevenzione delle intrusioni (IPS) e software di microsegmentazione.

Come funziona il networking per data center?

Le soluzioni di networking per data center supportano le esigenze in evoluzione degli utenti e delle applicazioni e automatizzano i compiti di provisioning tradizionalmente manuali e soggetti a errori per i servizi di rete. Creano un collegamento digitale tra i dispositivi del data center e mantengono l'ambiente dell'infrastruttura IT organizzativa sicuro.

Le piattaforme DCN gestiscono anche la dismissione delle applicazioni rispettando le politiche di de-provisioning. Di conseguenza, le aziende possono facilmente prevenire che politiche obsolete influenzino la conformità, la connettività e la sicurezza.

L'infrastruttura di rete, server e archiviazione forniscono servizi di dati e gestiscono le risorse del data center per le soluzioni DCN. Ad esempio, la transizione fluida del traffico dati tra dispositivi on-premise, cloud pubblici o centri di colocation è possibile solo con switch e router. Gli strumenti di networking per data center gestiscono tutte le risorse dell'infrastruttura del data center per garantire che la fornitura dei servizi di dati soddisfi gli accordi sul livello di servizio (SLA). Queste soluzioni aiutano anche le aziende a monitorare, diagnosticare e riparare server e dispositivi di archiviazione o di rete.

Rete del campus vs. rete del data center vs. centro operativo di rete

Una rete del campus supporta gli utenti e i loro dispositivi. Una rete del data center aiuta un'infrastruttura di rete aziendale a elaborare dati per applicazioni e dispositivi. Un centro operativo di rete (NOC) consente ai manager IT di monitorare e controllare una rete di comunicazioni.

Una rete del campus o rete di area del campus (CAN) collega più reti locali (LAN) all'interno di un'area geografica limitata. Università, magazzini e uffici aziendali utilizzano CAN per una facile condivisione dei file, accesso a Internet e trasmissione dei dati. Poiché i dati non lasciano mai queste reti, gli utenti sperimentano una latenza inferiore e un'alta disponibilità durante l'invio e la ricezione dei dati. Le reti del campus ti permettono anche di controllare le risorse di rete in modo efficiente.

Una rete del data center interconnette server, firewall e altri dispositivi fisici e virtuali per elaborare lo scambio di dati a una latenza ultra-bassa. A differenza delle reti del campus, le reti del data center seguono una politica di accodamento senza perdite per prevenire il crash dei dispositivi.

Un centro operativo di rete (NOC) o centro di gestione della rete è una posizione centralizzata che un team IT utilizza per monitorare la salute e le prestazioni della rete e prevenire interruzioni o guasti della rete. Il NOC monitora l'infrastruttura, i firewall, i sistemi wireless e i dispositivi di rete per rilevare e risolvere i problemi man mano che emergono.

Tipi di reti di data center

Le reti di data center utilizzano connessioni fisiche e wireless per interconnettere server, nodi e altri dispositivi. Basato sull'architettura del data center cloud (come i data center connettono server, switch e infrastruttura di cablaggio), il design del data center rientra in una delle tre categorie: tre livelli, albero grasso e DCell.

1. Rete di data center a tre livelli

Un design di rete di data center a tre livelli è l'architettura più comune nei data center. Consiste di tre livelli di switch di rete: core, aggregazione e accesso. Il livello core presenta capacità di instradamento avanzate e consente ai data center di connettersi a Internet. Il livello di aggregazione o distribuzione gestisce i collegamenti in uscita dal livello di accesso insieme a firewall e bilanciamento del carico. Il livello di accesso è il livello più basso nel modello di rete a tre livelli. Contiene switch tradizionali top-of-rack (TOR) che collegano i nodi client alla rete e consegnano pacchetti di dati ai dispositivi degli utenti finali.

Quindi, come funziona una rete a tre livelli?

Innanzitutto, un pacchetto raggiunge il livello core e viene instradato tramite switch di distribuzione. Il livello di distribuzione quindi inoltra il pacchetto al livello di accesso, che collega i server. I pacchetti sperimentano una latenza aumentata mentre attraversano tre salti fisici. Aggiungi il traffico server-to-server e il numero di salti aumenta ancora di più. Le reti a tre livelli sono ideali per il traffico da nord a sud ma soffrono di pacchetti persi e sovraccarichi di buffer durante il traffico intra-data center.

Le reti di data center a tre livelli hanno anche introdotto la configurazione del protocollo spanning-tree (STP) per prevenire il looping. Il looping accade spesso in una topologia di rete quando lo scambio di dati avviene su una LAN con percorsi ridondanti. Il fallimento dello spanning-tree può risultare in un looping continuo.

I livelli superiori in un'architettura a tre livelli utilizzano apparecchiature di rete di livello enterprise costose e ad alto consumo energetico. Questi livelli rimangono sovraffollati a causa delle crescenti richieste di cloud computing. Di conseguenza, i design delle reti di data center a tre livelli soffrono di tolleranza ai guasti, scalabilità, larghezza di banda trasversale e efficienza energetica.

Le reti di data center ad albero grasso affrontano i problemi dei design di rete a tre livelli.

2. Rete di data center ad albero grasso

La topologia CIos è un'architettura di commutazione multistadio, non bloccante, che minimizza i requisiti di numero di porte in una rete interconnessa. Le DCN ad albero grasso la utilizzano per risolvere i problemi di larghezza di banda di sezione trasversale e di oversubscription delle reti a tre livelli. La topologia CIos consente alle reti ad albero grasso di distribuire switch di rete aggiuntivi per accedere ai livelli core e di aggregazione.

La principale differenza tra la topologia ad albero grasso e le altre è che una rete ad albero grasso presenta un numero uguale di collegamenti che connettono uno switch al suo switch genitore e agli switch di livello inferiore. La topologia consiste di k pod, ciascuno con (k/2) server, switch di livello di accesso e switch di livello di aggregazione. Ogni pod include anche (k/2) switch core che si collegano a uno switch di livello di aggregazione. Il numero massimo di pod in una DCN ad albero grasso è uguale al numero di porte in ciascuno switch, il che causa problemi di scalabilità.

Le strutture di rete basate su alberi si sono dimostrate insufficienti per la scalabilità. Queste reti non potevano tenere il passo con l'aumento dell'uso della larghezza di banda di rete delle attività ad alta larghezza di banda e dell'algoritmo MapReduce, un modello di programmazione che elabora enormi quantità di dati dividendoli in blocchi gestibili. Di conseguenza, la struttura di rete DCell è nata nel 2008.

3. Rete di data center DCell

Le DCN basate su DCell utilizzano strutture DCell server-centriche, ibride, tolleranti ai guasti e scalabili per affrontare i guasti di rack, server e collegamenti. DCell collega un server di data center ad altri con la sua struttura ricorsiva. Questa interconnessione tra server utilizzando mini-switch previene i colli di bottiglia della larghezza di banda di rete singola. Nessuno deve più spendere di più su router costosi o switch core.

DCell 0 è il blocco costitutivo di un'architettura di rete DCell. Include n server e uno switch di rete di base che si collega al server. Una cella DCell 1 collega molti dei blocchi DCell 0, una cella DCell 2 collega i blocchi DCell 1, e così via. Grazie al suo design scalabile, un DCell a quattro livelli con sei server in Cell 0 può contenere fino a 3,26 milioni di server.

DCell utilizza anche un algoritmo di instradamento a flusso direzionale (DFR) per distribuire uniformemente il traffico tra i collegamenti e i server DCell. Di conseguenza, puoi minimizzare il punto singolo di guasto che una normale struttura ad albero spesso sperimenta.

Altre reti di data center ben note includono Camcube, JellyFish, FiConn e BCube.

Gestione della rete del data center

Le reti di data center si affidano al software di gestione dell'infrastruttura del data center (DCIM) per una gestione efficiente della rete. DCIM stabilisce linee guida per la gestione dei dispositivi del data center e dell'infrastruttura associata. Inoltre, ottieni una visibilità a 360° sulla configurazione del networking del data center, sui componenti e sulle dipendenze. Considera di monitorare le seguenti aree per una gestione efficiente del DCN.

• Disponibilità in tempo reale rivela quanto efficacemente un data center risponde alle richieste di prestazioni e connettività in arrivo. Un'alta disponibilità significa che la tua rete può funzionare continuamente senza guasti. Utilizza strumenti di monitoraggio della rete del data center per identificare e risolvere i problemi di rete prima che causino interruzioni.
• Monitoraggio della larghezza di banda utilizza l'analisi della crescita delle applicazioni e dei modelli di utilizzo per controllare il consumo di larghezza di banda. I sistemi di networking per data center con capacità di monitoraggio della larghezza di banda analizzano metriche di prestazione come scarti, perdita di pacchetti, velocità del traffico ed errori per aiutare a pianificare la capacità. Di conseguenza, puoi prevenire la congestione del traffico e garantire prestazioni di rete superiori.
• Gestione della configurazione della rete previene che la configurazione errata dei beni del data center causi interruzioni o perdite di entrate. Il software di rete del data center con capacità di gestione della configurazione della rete e del ciclo di vita dei dispositivi ti aiuta a configurare rapidamente i dispositivi e i backup e a soddisfare i requisiti di conformità.

Vantaggi del networking per data center

Le soluzioni di networking per data center migliorano la scalabilità e accelerano la fornitura dei servizi. Presentano capacità di identificazione della causa principale e analisi integrate essenziali per connettere dispositivi di sicurezza, instradamento e commutazione. Di seguito sono riportati alcuni vantaggi che puoi realizzare con il networking per data center.

• Semplicità operativa. Architetture di rete disparate con più strumenti di commutazione hardware, sistemi operativi e piani di licenza complicano le operazioni IT per molte organizzazioni. I sistemi di networking per data center si basano su un'architettura a microservizi per garantire un'operazione identica per tutti gli switch e attraverso tutti i domini di rete aziendali.
• Fornitura dei servizi più rapida. Tradizionalmente, i data center utilizzavano livelli di infrastruttura isolati. Di conseguenza, i team IT trascorrevano ore a eseguire manualmente richieste e compiti di infrastruttura. Gli strumenti di networking per data center facilitano operazioni IT più efficienti e compiti di provisioning dei servizi attraverso più ambienti di infrastruttura di rete.
• Facile risoluzione dei problemi. Gli strumenti di networking per data center ti aiutano anche a identificare i problemi attraverso reti fisiche e virtuali. Questa facilità di diagnosi garantisce una risoluzione più rapida.

Migliori soluzioni di networking per data center

Scegliere la giusta soluzione di networking per data center è fondamentale per un flusso di dati senza interruzioni tra i beni IT e i data center. Esplora i migliori strumenti che aiutano a creare connessioni stabili tra i beni infrastrutturali.

Per essere inclusi in questa categoria, il prodotto software deve:

• Trasferire dati tra dispositivi e beni del data center.
• Connettere i data center con soluzioni di cloud computing.
• Consentire agli utenti di gestire i requisiti di networking.

*Di seguito sono riportate le cinque principali soluzioni di networking per data center dal G2’s Fall 2024 Grid® Report. Alcune recensioni possono essere modificate per chiarezza.

VMware NSX connette app attraverso data center, container e ambienti multi-cloud con virtualizzazione completa della rete e della sicurezza.

Cosa piace di più agli utenti:

“VMware NSX Data Center è la soluzione perfetta per tutte le esigenze di networking nei data center che eseguono più tecnologie cloud. La sua compatibilità con le principali tecnologie cloud lo rende il migliore sul mercato.”

- Recensione di VMware NSX, Siddhant R.

Cosa non piace agli utenti:

“Ridondanza e la sua flessibilità di scalare.”

- Recensione di VMware NSX, Ronald T.

2. ManageEngine OpManager

ManageEngine OpManager offre capacità di monitoraggio della rete essenziali per gestire le reti, monitorare i firewall e analizzare la larghezza di banda.

Cosa piace di più agli utenti:

“Aiuta a identificare i problemi di salute dei server o dei sistemi nell'organizzazione. Mi è piaciuto di più il calcolo della soglia e il monitoraggio della rete in questo strumento. È facile da distribuire sui sistemi.”

- Recensione di ManageEngine OpManager, Surekha K.

Cosa non piace agli utenti:

“ManageEngine OpManager è una soluzione assemblata in modo disordinato. I componenti non sembrano funzionare insieme e hanno modi diversi di eseguire compiti simili come l'aggiunta di credenziali. Questo ha reso la cura e l'alimentazione dello strumento più laboriosa di qualsiasi lavoro che potrebbe aver risparmiato.”

- Recensione di ManageEngine OpManager, Benjamin S.

3. Nvidia Virtual GPU

Sebbene Nvidia Virtual GPU non sia principalmente uno strumento di networking, svolge un ruolo cruciale nell'allocazione e nell'utilizzo delle risorse all'interno di una rete di data center, influenzando i modelli di traffico, la distribuzione dei carichi di lavoro e le prestazioni complessive della rete.

Cosa piace di più agli utenti:

“Prima, dovevo avere una GPU dedicata per ogni VM, il che sprecava spazio e risorse di sistema; ora, posso condividere la GPU tra gli ospiti. Questo consente alla mia azienda di risparmiare denaro.”

- Recensione di Nvidia Virtual GPU, Gopi Y.

Cosa non piace agli utenti:

“Un potenziale svantaggio è la complessità coinvolta nella configurazione iniziale, che può richiedere conoscenze specializzate e una pianificazione attenta per ottimizzare le prestazioni per casi d'uso specifici. Un altro sarebbe i costi di licenza.”

- Recensione di Nvidia Virtual GPU, Lokesh G.

4. Arista Networks

Arista Networks offre soluzioni di networking cloud basate sui dati per aiutare le aziende a costruire progetti di rete robusti e ad alte prestazioni che servono cloud pubblici, privati e ibridi.

Cosa piace di più agli utenti:

“Stiamo utilizzando gli switch di rete e la soluzione wireless di Arista. La cosa migliore del prodotto è che hanno un'implementazione zero-touch, è facile da gestire ed è molto efficace. Inoltre, il supporto di Arista Networks è relativamente buono.”

- Recensione di Arista Networks, Mayur S.

Cosa non piace agli utenti:

“I guasti dei collegamenti potrebbero essere minimizzati e il servizio potrebbe essere migliorato.”

- Recensione di Arista Networks, Mahendra M.

5. Cisco Application Centric Infrastructure (ACI)

Cisco Application Centric Infrastructure (ACI) ha trasformato significativamente il networking per data center fornendo un approccio più flessibile, scalabile e incentrato sulle applicazioni. Affronta molte delle sfide associate alla gestione tradizionale della rete come la complessità, la configurazione manuale e la mancanza di ottimizzazione a livello di applicazione, rendendolo una scelta popolare per le organizzazioni che cercano di modernizzare i loro data center.

Cosa piace di più agli utenti:

“Cisco ACI consente il provisioning e l'orchestrazione automatizzati dei servizi di rete, riducendo gli errori di configurazione manuale. È anche progettato per scalare in modo efficiente, permettendoti di espandere la rete del data center secondo necessità senza interruzioni significative.”

- Recensione di Cisco Application Centric Infrastructure (ACI), Rafiq J.

Cosa non piace agli utenti:

“Un potenziale svantaggio di Cisco ACI può essere la sua complessità iniziale nella configurazione, che può richiedere una competenza significativa. Inoltre, i costi di licenza e la necessità di hardware compatibile possono essere fattori limitanti per alcune organizzazioni. La manutenzione continua e gli aggiornamenti possono anche rappresentare delle sfide.”

- Recensione di Cisco Application Centric Infrastructure (ACI), Attilio V.

Mantieni calmo il tuo sistema nervoso centrale

Una rete di data center agisce come un sistema nervoso centrale, collegando l'infrastruttura e i dispositivi del data center. La sua capacità di facilitare uno scambio di informazioni senza interruzioni è fondamentale per elaborare e fornire informazioni critiche per il business. Scegliere lo strumento giusto significa che il tuo data center è più affidabile, scalabile e flessibile.

Scopri perché dovresti considerare di convertire i data center ad alto consumo energetico in data center verdi.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato nel 2023. È stato aggiornato con nuove informazioni.