Networking | Artículos | 01 OCT 2010

Las "redes planas" agilizan el centro de datos

El networking empieza a despertar del profundo letargo en que llevaba inmerso durante los últimos años. Las nuevas propuestas de los fabricantes de redes para el centro de datos están captando de nuevo la atención de profesionales y expertos por estas tecnologías. La ‘red plana’ cobra protagonismo.

Desde los últimos años 90, la red jeráquica en tres capas ha conformado la arquitectura estándar del networking del centro de datos. Pero la aparición de 10 Gigabit Ethernet, la virtualización, las infraestructuras convergentes y escalables, y los switching fabrics unificados está propiciando un gran cambio en el diseño de las redes en esos entornos: las arquitecturas de switching de tres capas se están colapsando en redes de dos capas, e incluso empiezan a aparecer propuestas más simplificadas de un sólo nivel totalmente ‘planas’.
La arquitectura convencional de tres capas se basa en la instalación de switches de acceso, agregación y núcleo. A los primeros están conectados los ordenadores de sobremesa, las impresoras, los servidores y el resto de equipos y dispositivos que forman la LAN. Para gestionar los flujos y el cableado, los switches de acceso se conectan a su vez a los switches de agregación, y éstos a los de núcleo o core, que proporcionan routing, conectividad a servicios de red de área amplia (WAN), segmentación y gestión de la congestión. Se trata de un modelo que hasta ahora ha funcionado razonablemente bien, pero que ya muestra signos claros de agotamiento en los nuevos entornos. Como asegura la firma de consultoría CIMI, si observamos las tendencias en networking del centro de datos se constata que la estructura y la misión del data center está cambiando y, por tanto, tiene sentido rediseñar sus redes en busca de mayores rendimientos.

Cuando la agregación es un freno
La aparición de las redes de dos capas se debe a la confluencia de diversos factores. Por un lado, la virtualización permite poner más carga de aplicación en menos servidores, lo que requiere una red de mayor rendimiento. Al añadir virtualización a los servidores blade o montados en rack, éstos asumen el rol de switching virtual, lo que incrementa el volumen de I/O. Asimismo, la migración a fabrics unificados que convergen los protocolos de almacenamiento con Ethernet exige la disponibilidad de una arquitectura sin pérdidas de muy baja latencia. El tráfico de almacenamiento no se adapta al buffering y la latencia que suponen los ‘saltos’ extra que introducen los switches de agregacion. Afortunadamente, las mayores capacidades de no bloqueo de los switches 10G Ethernet permiten hoy a los usuarios conectar rack de servidores y switches ‘top-of-rack’ directamente a la red con baja latencia y muy alto rendimiento, obviando la necesidad de una capa de agregación. A esto hay que sumar la disponibilidad por fin de siwtches de 40G y 100G Ethernet, una vez ratificado el estándar.
Además del almacenamiento, otras aplicaciones como el vídeo y la Web 2.0 requieren atributos de red más exigentes que las convencionales en términos de una menor y más predecible latencia y un mayor rendimiento. Y esto no es posible con un modelo de tres capas, donde la mayor parte de los switches están ‘sobresuscritos’ en una proproción de 10:1 a 50:1, lo que significa que las diferentes aplicaciones compiten por un ancho de banda limitado que puede degradar el tiempo de respuesta. Esta sobresuscripción tiene un papel fundamental en la latencia de los swtiches en las arquitecturas de centro de datos en tres capas, que típicamente supone de 50 a 100 microsegundos para una peticion de aplicación a través de la red. Sin embargo, para que los data centers virtualizados y con modelos cloud computing con fabric unificados y tráficos convergentes funcionen apropiadamente requieren latencias inferiores a 10 microsegundos.
Otro requisito de los nuevos switches es que sean capaces de reducir significativamente e incluso eliminar el buffering. La mayoría de los actuales switches utilizan la técnica ‘store-and-forward’ por la que los datos se almacenan en grandes colas de buffer en espera de su envío. Como resultado, atravesar un centro de datos en tres capas puede suponer 80 microsegundos o más. La bien conocida técnica de switching ‘cut-through’ permite reducir el buffering haciendo posible disminuir la latencia entre switches de 15-10 microsegundos a 2-4.
Finalmente, la técnica utilizada hasta ahora por los switches de Nivel 2 para determinar la mejor ruta entre dos puntos extremos, el protocolo ‘spanning tree’, está mostrando claros signos de ineficacia en los nuevos entornos de centros de datos. Como ‘spanning tree’ sólo activa una ruta –el resto entra en acción sólo cuando el primero falla–, no satisface bien la necesidad de transmisiones sin pérdidas y de baja latencia de los fabrics unificados. Como estos nuevos fabrics unificados requieren usar múltiples rutas para conseguir que el tráfico alcance su destino, los switches de última generación monitorizan constantemente los potenciales puntos de congestión y escogen la ruta mejor y más rápida en cada momento.

Oportunidad de negocio
El concepto de ‘red plana’ se está plasmando en productos construidos con propósitos de automatización, convergencia y virtualización. La promesa es una arquitectura muy simplificada basada en fabric que permitirá a las empresas disfrutar de drásticas mejoras de rendimiento y optimizar tanto las tareas operativas como los gastos. Todos los suministradores de switches participan en la carrera por posicionarse en el nuevo escenario del data center, pero ninguno abarca todos los frentes ni siempre los productos están lo suficientemente maduros. Se trata de un juego de nuevas marcas, con las últimas y mejores nuevas tecnologías, y todos tienen sus distintas especialidades.
Compañías como Brocade, HP y Juniper Networks están promoviendo de forma convincente el concepto de red plana como oportunidad de negocio y como ocasión para quitar cuota a Cisco en el centro de datos, el campo de juego donde ampliamente domina desde hace muchos años. Según Forrester Research, incluso las empresas con switches Catalyst de Cisco tendrán que rediseñar su centro de datos para adoptar el modo de red plana, y es probable que quieran tomar en consideración y evaluar todas las nuevas marcas. Y esto, para la firma consultora, supone una enorme oportunidad para la competencia de Cisco, pero también un riesgo: el fabricante tiene sus propios planes de próxima generación, que giran alrededor de los switches Nexus, y no será fácil comerle terreno en el centro de datos. En realidad, la supervivencia de algunos de estos suministradores podría estar en juego. A medida que la red, el almacenamiento y los servidores convergen, si las compañías no consiguen sacar partido de esta tendencia, el resto de su negocio podría verse afectado.

Dónde ‘aplanar’
La cuestión a la que se enfrentan los arquitectos y planificadores de TI de las empresas es dónde mantener las tres capas y dónde ‘aplanar’ la red a fin de mejorar el rendimiento y, finalmente, ahorrar dinero. Los responsables de red no deberían equivocarse pensando que un networking plano es siempre lo mejor para el nuevo data center, aconseja CIMI. Para la consultora, es necesario comprend

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