طراحی شبکه ToR یا Top of Rack در مقابل Eo‌R یا End of Row

طراحی شبکه To‌R و Eo‌R

زمانی که سرورهای زیادی در شبکه متصل هستند (مثلا در دیتاسنترها)، شبکه باید انعطاف پذیری مناسبی داشته باشد تا بتواند نیازهای پردازشی تجهیزات بزرگ را برطرف کند. در اینگونه مواقع دو نوع طراحی مطرح شبکه وجود دارند، ToR  و EoR.

حال به بررسی نکات قوت و ضعف هر یک از این دو طراحی شبکه می پردازیم.

 ToR:

در یک دیتاسنتر قفسه های (Rack) متعددی برای سرورها و تجهیزات ذخیره سازی وجود دارد. در هر قفسه چندین دیوایس پردازشی وجود دارد. طراحی Tor توصیه می کند که سوییچ های شبکه در هر قفسه نصب شوند و همه دیوایس ها به آن متصل شوند. سپس این سوییچ های شبکه توسط یک یا چند کابل به سوییچ های تجمعی (Aggregation Switches) متصل می شوند.

نکات قوت و ضعف این روش:

• پیچیدگی اتصالات و کابل کشی به حداقل می رسد زیرا که همه تجهیزات در Rack به یک سوییچ متصل هستند و تنها تعداد معدودی کابل از Rack خارج می شود.
• طول کابل مورد نیاز کمتر می شود زیرا نیازی نیست که هر سرور به طور مستقل به سوییچ تجمعی متصل شود.
• عموما برای اتصال به سوییچ داخل Rack از سیم های مسی و برای اتصال به سوییچ تجمعی از اتصال فیبر استفاده می شود. این موضوع باعث می شود که امکان گسترش شبکه به آسانی و با هزینه کم فراهم شود. به عنوان مثال می توان شبکه را با 1GE/10GE راه اندازی کرد و در آینده با کمترین هزینه آنرا به 10GE/40GE ارتقا داد.
• اگر Rack ها کوچک باشند می توان از یک سوییچ برای هر 2 یا 3 قفسه استفاده کرد.
• با معماری ToR می توان  Rack های دیتاسنتر به صورت ماژولار استفاده کرد.زیرا هر Rack تمامی سوییچ ها و اتصالات لازم را به صورت داخلی دارد و می تواند به سرعت در شبکه به کار گرفته شود.
• از آنجا که در هر Rack از سوییچ های 1U/2U استفاده می شود، دستیابی به تعداد بیشتری از حد معین پورت ها کار دشواری خواهد بود . حتی اگر سوییچ های بیشتری روی هم نصب شوند(Stacked Switches) ، ممکن است که یک معماری non-block را ایجاد نکنند زیرا که اتصالات روتر آنها محدود است.
• در این طراحی سوییچ های بیشتری مورد نیاز است و هر سوییچ باید به طور جداگانه مدیریت شود. بنا بر این هزینه راه اندازی اولیه و نگهداری این سیستم ممکن است بالاتر باشد.
• ممکن است در هر Rack پورت های استفاده نشده وجود داشته باشند. زیرا تعداد پورت ها ثابت اما تعداد سرورها بر اساس نیاز متغییر است. بنابراین هزینه های ناشی از این پورت های خالی از جمله هزینه خنک سازی و تامین نیرو آنها می تواند قابل توجه باشد.
• ایجاد تغییر و گسترش در درون یک Rack در صورتی که از قبل مورد بررسی و برنامه ریزی قرار نگرفته باشد می تواند دشوار باشد.

 EoR:

در این طراحی شبکه، سرورها  در Rack های مختلف بدون اتصال به سوییچ در داخل Rack، به طور مستقیم به یک سوییچ تجمعی مشترک متصل هستند، مشخصا در این طراحی به کابل های بیشتر و قویتری برای اتصال به سوییچ تجمعی نیاز است. همچنین ممکن است بنا به نیاز از برای تعداد مشخصی از Rack ها از یک سوییچ تجمعی مستقل استفاده کرد.

نکات قوت و ضعف این روش:

• از آنجا که از سوییچ های روی شاسی در این روش برای سوییچ تجمعی استفاده می شود، گسترش شبکه می تواند به سهولت انجام پذیرد زیرا که اکثر سوییچ های روی شاسی برای پیکربندی جدید در هنگام گسترش شبکه طراحی شده اند و این امر بدون ایجاد محدودیت در ظرفیت روتر انجام می شود.
• سوییچ های روی شاسی به منظور پایداری بسیار بالا طراحی شده اند به طوری که اکثر اجراء حیاتی آنها مانند ماژول کنترلی، سیستم خنک سازی، ماژول تامین نیرو و غیره. را می توان به صورت پیشتیبان استفاده کرد(1+1/N+1/N+N). با این روش امکان fail شدن شبکه به حداقل می رسد و تاثیری روی کاربر نهایی نمی گذارد.
• استقرار سرورها می تواند به صورت مستقل تنظیم شود، بدون وجود هیچ گونه محدودیتی برای حداقل یا حداکثر تعداد سرورها در یک Rack. در نتیجه با نصب سرورها به صورت فشرده تر در Rack ، می توان هزینه های خنک سازی را کاهش داد. همچنین این نوع طراحی شبکه تعداد پورت های بدون استفاده را به شدت کاهش می دهد که خود باعت کاهش هزینه ها می شود.
• تعداد سوییچ ها و پورت هایی که باید مدیریت شوند در این معماری کمتر است در نتیجه زمان و هزینه های مصرفی و نگهداری سیستم کاهش می یابد.
• از آنجا که هر Packet از تعداد کمتری سوییچ عبور می کند، مدت زمان تاخیر که در اثر عبور از چندین سوییچ ایجاد می شود در این روش کاهش می یابد.
• سرورهایی که حجم بالایی از اطلاعات را مابین خود رد و بدل می کنند می توانند به یک سوییچ روی شاسی واحد متصل شوند، بدون توجه به اینکه متعلق به یک Rack هستند یا خیر.
• در این روش کابل های بلندتری برای اتصال هر سرور به سوییچ تجمعی مورد نیاز است. در نتیجه ممکن است که نیاز به تمهیدات ویژه ای برای این موضوع باشد. همچنین این موضوع نیاز به فضای بیشتری را برای دیتاسنتر ایجاد می کند و برای تعداد ثابتی از سرورها در این روش به فضای بیشتری نسبت به معماری Tor داریم.
• هزینه کابل های با ظرفیت و کارایی بالا در دیتاسنترها می تواند قابل توجه باشد و نتیجتا هزینه کابل کشی شبکه در این روش بیشتر از معماری Tor است.
• ارتقا دادن زیرساخت کابل کشی و اتصالات برای ساپورت کابل های سریعتر و کاراتر در این نوع معماری پیچیده تر و پرهزینه تر خواهد بود، زیرا به کابل های طولانی تری نیاز داریم.
• کابل های فیبر (که بدون تغییر کل زیرساخت و تنها با تغییر اپتیک قابل ارتقاء هستند) در این روش نمی تواند به صورت گسترده مورد استفاده قرار گیرد زیرا بسیاری از سرورها از اتصالات OFC پشتیبانی نمی کنند.