Informazioni sul networking web-scale

Il networking web-scale è un approccio architetturale moderno dell'infrastruttura caratterizzato da alcuni paradigmi chiave. Le aziende possono progettare reti agili e convenienti per l'era moderna aderendo a questi tre paradigmi:

• Apertura e modularità
• Intelligenza nel software
• Scalabilità ed efficienza

APERTURA E MODULARITÀ

Il software aperto e modulare è sempre più adottato dai clienti aziendali mainstream. Le aziende mainstream hanno iniziato a utilizzare questo nuovo approccio aperto per raggiungere gli obiettivi di efficienza nei progetti di mega data center senza dover costruire lo stack networking. I primi ad adottare questi sistemi sono stati in grado di abbandonare i sistemi costosi e inflessibili del passato. In questo modo, hanno aumentato la velocità con cui possono espandere e modificare le reti, offrendo più applicazioni in modo rapido e a un costo ridotto. La rete aperta non può prescindere dal DevOps. Insieme, queste tecnologie offrono la possibilità di configurare e gestire la rete in modo agile utilizzando strumenti di automazione e provisioning. L'influenza del DevOps con i suoi gli strumenti, i processi e la struttura organizzativa, sulla cultura dell'IT hanno portato all'accelerazione della distribuzione delle applicazioni e alla creazione di ambienti di sperimentazione continua, inducendo le aziende a mettere in discussione i dogmi che prima disciplinavano le operazioni IT. L'IT web-scale crea un'architettura più resiliente per supportare tali applicazioni, consentendo ai team IT operativi di implementare e supportare processi più snelli, efficienti e agili.

INTELLIGENZA NEL SOFTWARE

Per intelligenza nel software si intende essenzialmente che la capacità delle aziende di standardizzare lo stack con un modello di sistema operativo intelligente che fornisce la libertà di poter scegliere qualsiasi applicazione aperta. L'intelligenza nel software consente all'azienda di disaggregare il software, offrendo scelta, flessibilità ed efficienza senza precedenti.

Analogamente a quanto avviene oggi nel settore dei PC, in cui si sceglie il sistema operativo (come Windows o Linux) e successivamente l'hardware su cui eseguirlo (come Dell o HP), si potrà fare lo stesso con gli switch di rete nel data center. Pertanto, se un'azienda preferisce un software specifico, non sarà limitata a un solo fornitore di hardware per eseguirlo, e se preferisce un hardware specifico, non sarà limitata a un fornitore di software. Questo offre al cliente un'ulteriore possibilità di scelta, con il potenziale di ridurre significativamente i costi e aprire le porte a una serie di applicazioni e strumenti per l'automazione, aumentando scalabilità ed efficienza.

SCALABILITÀ ED EFFICIENZA

La costruzione di reti modulari nell'architettura leaf/spine (altrimenti nota come Clos) è un approccio eccezionalmente scalabile ed efficiente. L'architettura Clos può essere ridimensionata su vasta scala, se necessario, in quanto funziona un po' come i come mattoncini della LEGO nel data center moderno. L'architettura leaf/spine fornisce una latenza prevedibile, poiché tutti gli host sono ugualmente distanti l'uno dall'altro e garantisce l'utilizzo nativo di tutti i link tramite ECMP (Equal Cost Multipath Routing) utilizzando protocolli di routing maturi e standardizzati. L'utilizzo del routing di livello 3 per la ridondanza e la condivisione del carico elimina i vincoli dell'aggregazione di link multichassis (MLAG). Poiché il MLAG non è standardizzato, ma proprietario a seconda del fornitore, entrambi gli switch accoppiati devono essere dello stesso fornitore. Inoltre, il MLAG limita la ridondanza a due switch: se uno switch si guasta, le prestazioni della larghezza di banda scendono del 50%. Distribuendo il routing con ECMP, è possibile personalizzare e definire la larghezza di banda e la ridondanza.

L'architettura aperta e flessibile non è solo efficiente per il nuovo e più ampio traffico del data center est-ovest (traffico da server a server o da server a storage nel data center), ma è anche un design ottimale per reti molto piccole fino ai mega data center più grandi. Qualsiasi azienda, di qualsiasi dimensione, può quindi beneficiare della riduzione dei costi e dell'efficienza.

I principi del networking web-scale possono avere un impatto molto duraturo sulle aziende. Con questo nuovo approccio, le aziende di solito si trovano a rimodulare completamente il design della rete, le operazioni e le modalità di utilizzo, introducendo maggiore libertà e scalabilità nel data center.

Le aziende possono moltiplicare il numero di switch per ingegnere, ridurre le complessità della rete, standardizzare strumenti e programmi, costruire metodi automatizzati per rilevare i problemi, migliorare il time-to-market e, nel complesso, creare una rete migliore. Questi miglioramenti rendono più facile ridimensionare la rete in modo efficiente ed economico.

Pensiamo a Google, Amazon, Facebook e Netflix (per citane alcuni), che hanno aperto la strada alla piena concretizzazione di tutti quei vantaggi che i modelli tradizionali non potevano offrire. Lo stesso modello può essere applicato ad aziende di ogni dimensione e settore in modo che anch'esse possano sfruttare i benefici di questi nuovi ambienti agili.

Un cloud si considera privato quando ospita il data center dell'azienda su cui vengono eseguite le applicazioni. Sebbene richieda manutenzione, si tratta spesso della scelta più sicura; l'azienda ha il pieno controllo sulle operazioni, sulla progettazione e sulle applicazioni che vengono eseguite. Con l'avvento del networking web-scale, questo modello sta diventando molto più conveniente e spesso meno costoso del cloud pubblico.

Un cloud pubblico è un data center ospitato e gestito da un provider esterno, ad esempio Amazon AWS o Microsoft Azure, affittato ad altre società. In questo caso, l'azienda in genere paga una commissione di leasing per avere i diritti di accesso e utilizzo di hardware o software specifici dal data center di hosting. Supponiamo ad esempio che lo store online dell'azienda sia eseguito su Microsoft Azure: l'applicazione viene effettivamente eseguita sui server nei data center di Microsoft, ma è possibile accedervi previo abbonamento. Il metodo del cloud pubblico è spesso una scelta facile, ma può essere costosa e può comportare anche poca flessibilità e limiti alla capacità di crescita aziendale.

Le aziende che utilizzano un ambiente cloud pubblico spesso mantengono un cloud privato più piccolo, un modello noto come cloud ibrido. Con un cloud ibrido, l'azienda eroga alcune applicazioni dal proprio data center, ma ne affitta altre da un data center pubblico a pagamento. Le aziende scelgono questo approccio per vari motivi:

• Sperimentazione: testare le acque con un cloud pubblico prima di creare un ambiente cloud privato.
• Risorse limitate: capacità interna insufficiente per sfruttare appieno un cloud privato.
• Diversificazione: suddividere le operazioni organizzative in più ambiente per aumentare l'efficienza.
• Risparmio sui costi: l'ambiente cloud pubblico potrebbe risultare troppo costoso per tutte le operazioni.
• Backup: utilizzare un cloud privato per lo sviluppo, il test, il backup, la ridondanza e il controllo.

La scelta dipende dalle esigenze specifiche, ma molte aziende iniziano con il cloud privato per testare le acque. Ad esempio, un'azienda con una rete tradizionale potrebbe voler creare una rete IT web-scale per migliorare l'agilità e ridurre i costi. Spesso, queste aziende eseguono prima la migrazione dei carichi di lavoro non critici nel cloud privato per abituarsi al nuovo ambiente. Quindi, una volta ottenuti risultati soddisfacenti, iniziano a spostare i carichi di lavoro critici.

Il cloud privato consente di semplificare il provisioning, la gestione della capacità, le prestazioni e riducono i costi se distribuito con un'architettura moderna. Quando le aziende creano un ambiente cloud privato, emulano organizzazioni IT su larga scala.

Alcune aziende usano gli ambienti cloud pubblici per testare applicazioni o per abilitare servizi veloci e fluidi, che consentono agilità e stimolano l'innovazione. Altre invece si avvalgono di una combinazione di ambienti privati e pubblici in un cloud ibrido, a seconda dei metodi di erogazione delle applicazioni o dei servizi interni necessari per supportare l'organizzazione.

Il passaggio a un'architettura IT web-scale offre molti vantaggi. In primis:

• Capacità di scalare in modo efficiente
• Capscità di automatizzare facilmente
• Riduzione dei costi Capex e Opex
• Completa agilità IT, erogazione di applicazioni interne ed esterne a velocità record
• Libertà di scegliere qualsiasi combinazione di fornitori in base alle esigenze e al budget

CAPACITÀ DI SCALARE IN MODO EFFICIENTE

La scalabilità di una rete web-scale in base alla crescita dell'attività è sicuramente più semplice. L'architettura leaf/spine è efficace per amministrare da tre rack a centinaia di rack. Basta aggiungere i rack con leaf switch in caso di necessità e collegarli agli spine switch. Se l'infrastruttura assume proporzioni troppo elevate, è possibile aggiungere un ulteriore livello alla rete. È un design molto semplice e modulare ottimizzato sia per il traffico est-ovest (comunicazione tra server) che per il traffico nord-sud (accesso al data center dall'esterno). Il modello consente l'espansione senza dover toccare la rete esistente.

CAPACITÀ DI AUTOMATIZZARE FACILMENTE

Quando si standardizza la rete con switch basati su Linux, è possibile sfruttare tutti gli strumenti di automazione esistenti e le procedure DevOps. Probabilmente il termine NetDevOps non suonerà come nuovo: questo è esattamente ciò che significa.

NVIDIA consente un'esperienza coerente tra la rete e il calcolo. È possibile automatizzare l'intero ciclo di vita operativo dei dispositivi di rete, dalla configurazione e il provisioning alla gestione delle modifiche basata su criteri. Utilizzando questi moderni approcci di networking per l'automazione con NVIDIA^® Cumulus Linux^™, è possibile ridurre i costi, migliorare l'efficienza, migliorare il rapporto operatore-switch e ridurre complessità e problemi.

COMPLETA AGILITÀ IT

Le moderne reti di data center puntano in alto con l'automazione. La distribuzione di un nuovo rack, e quindi delle applicazioni e dei servizi di tale rack, è molto più rapida rispetto al modello tradizionale. L'Open Networking Install Environment (ONIE) viene utilizzato per caricare automaticamente un sistema operativo, il provisioning zero-touch (ZTP) viene utilizzato per la configurazione iniziale e gli strumenti DevOps vengono utilizzati per configurare e gestire tutti i server e gli switch sul rack. Questo significa che il server e gli switch che collegano i server possono essere portati online contemporaneamente, riducendo così il tempo necessario per erogare le applicazioni. Il team IT è quindi in grado di erogare applicazioni con contratti di servizio (SLA) più rigorosi e tempi di distribuzione notevolmente più veloci.

L'influenza del DevOps nel combinare conoscenze e processi all'interno dello sviluppo software, del controllo qualità e tra i professionisti IT ha portato a un metodo più innovativo, più collaborativo e agile per lo sviluppo e il test del software, con il risultato di migliorare la disponibilità generale (GA). L'ingresso di questa metodologia nella rete viene spesso definita NetDevOps.

Con la mentalità NetDevOps, l'organizzazione IT viene trasformata in un partner attendibile anziché un team di supporto continuo, chiamato solo per emettere risolvere i problemi dei sistemi software e hardware. Il reparto IT occupa il posto che gli spetta come partner proattivo piuttosto che come team reattivo per il ripristino di emergenza. Questa mentalità è naturalmente confluita nell'architettura IT web-scale, oggi sempre più adottata nei data center di tutto il mondo.

LIBERTÀ DI SCELTA

La capacità di un'azienda di scegliere autonomamente software e hardware, fino agli strumenti ottici, offre non solo una riduzione dei costi, ma anche la possibilità di scegliere il meglio per le proprie esigenze.

NVIDIA sviluppa software e tecnologie intelligenti per fornire soluzioni progettate per l'automazione e la scalabilità. Il nostro sistema operativo di rete (NOS), Cumulus Linux, funziona con più di 50 piattaforme di fornitori e offre un'architettura aperta flessibile, una più rapida erogazione dei servizi IT, automazione e scalabilità più veloci. Stiamo espandendo continuamente la tecnologia per ottimizzare il networking web-scale con funzionalità che abbiamo innovato internamente come il Packet Transfer Mode (PTM), Ethernet VPN (EVPN), Network Command Line Utility (NCLU) e altro ancora.

Sappiamo bene che il NOS è solo un pezzo del puzzle. Offriamo anche una gamma di servizi, prodotti e formazione per far funzionare la tua moderna rete di data center in modo rapido e semplice.

Quando si costruisce il data center web-scale, è necessario considerare quali tipi di tecnologie si desidera sfruttare per l'efficienza, l'alimentazione e le esigenze organizzative complessive. Offriamo informazioni su diversi scenari d'uso e soluzioni, ma crediamo anche che la bellezza dell'IT web-scale sia che ti consente di costruire una rete esattamente in base alle esigenze della tua azienda. Ecco alcuni scenari d'uso da considerare.

VIRTUALIZZAZIONE DELLA RETE

La virtualizzazione della rete comporta la separazione del livello di rete dalla dipendenza dall'hardware sottostante. Ad esempio: una rete locale virtuale (VLAN) è la virtualizzazione di livello 2 che divide la rete locale in sottoreti separate, spesso utilizzate per separare il traffico che viaggia sullo stesso cavo hardware. Inoltre, la virtualizzazione della rete può comportare l'esecuzione di segmenti di livello 2 su una rete di livello 3. Allo stesso modo in cui funziona il provisioning del cloud, la virtualizzazione abilita il provisioning della rete in modo da poter creare tutte le istanze necessarie, supportando il ridimensionamento man mano che si cresce.

NVIDIA interagisce con gli strumenti di virtualizzazione di rete di fornitori come VMware, Midokura, Akanda e altri tramite Cumulus Linux, quindi non devi preoccuparti di quale modello e architettura scegliere. Il networking diventa semplice e fluido.

AUTOMAZIONE DELLA RETE

L'automazione è un componente chiave del networking web-scale, in quanto riduce le esigenze di risorse, mitiga gli errori e aiuta gli operatori a gestire più switch. Scegliendo un modello di rete aperto, le aziende possono sfruttare gli strumenti di automazione esistenti e le prassi DevOps.

Molti degli strumenti di automazione utilizzati nel mondo del calcolo per anni sono stati migrati nel mondo del networking. Utilizzando Cumulus Linux, è possibile automatizzare l'intero ciclo di vita operativo dei dispositivi di rete, dalla configurazione e il provisioning alla gestione delle modifiche basata su criteri. L'automazione di una rete si traduce in facilità e velocità di configurazione e funzionamento, eliminando incongruenze e configurazioni errate generate da errori umani e dalle falle nel controllo delle versioni.

OPENSTACK

Fino a quando la rete aperta non è diventata una metodologia disponibile, i cluster OpenStack erano flessibili solo quanto lo switch top-of-rack. I clienti potevano sfruttare gli standard di open compute e storage, ma la rete rimaneva un collo di bottiglia.

Questo cambia completamente con il networking web-scale. Con Cumulus Linux, l'intero stack può eseguire Linux. Con il piano dati e il piano di controllo che parlano lo stesso linguaggio, non occorrono API di calcolo complesse o interfacce della riga di comando di rete (CLI).

NVIDIA è leader nel networking web-scale La nostra tecnologia fornisce un approccio architetturale all'IT web-scale nella rete, una parte critica del data center, tradizionalmente considerata un collo di bottiglia per la distribuzione rapida delle applicazioni.

Con Cumulus Linux e/o SONiC, i nostri clienti possono gestire le reti del data center come Google e Facebook hanno fatto per anni, con elevata automazione, senza attendere tempi di sviluppo software o e senza hardware costoso e specializzato. Tuttavia, per i clienti che non desiderano automatizzare, abbiamo anche sviluppato NCLU, che fornisce una moderna interfaccia della riga di comando per configurare lo switch.

Con questa soluzione l'hardware può arrivare a costare solo un sesto rispetto ai modelli IT legacy, ma la differenza operativa è ancora più significativa: un amministratore può supervisionare 500 switch, rispetto ai 20 precedenti, e il provisioning richiede ore o minuti anziché giorni o settimane.

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