Lesezeit: 3 Minuten 29 Sekunden | Veröffentlicht: 1. Oktober 2025
Rechenzentrums-Fabric Was ist eine Rechenzentrums-Fabric?
In dieser modernen Rechenzentrumsarchitektur werden Netzwerkgeräte in zwei (und manchmal drei) stark miteinander verbundenen Schichten bereitgestellt, die als Fabric dargestellt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen mehrstufigen Architekturen glättet eine Rechenzentrums-Fabric die Netzwerkarchitektur und reduziert so den Abstand zwischen Endpunkten im Rechenzentrum. Dies führt zu erheblich verbesserter Effizienz und geringer Latenz.
Erläuterungen zur Rechenzentrums-Fabric
Rechenzentrums-Fabrics bieten eine solide Konnektivitätsebene im physischen Netzwerk und verlagern die Komplexität der Bereitstellung von Netzwerkvirtualisierung, Segmentierung, gestreckten Ethernet-Segmenten, Workload-Mobilität und anderen Services zu einem Overlay über der Fabric. Die Fabric selbst wird in Kombination mit einem Overlay als Underlay bezeichnet.
Welche Probleme lösen Rechenzentrums-Fabrics?
Wenn Anwendungen von monolithischen zu disaggregierten und Microservices-Designmustern wechseln, verändern sich auch die Datenverkehrsmuster im Rechenzentrum. Sie verlagern sich von Nord-Süd, wo sich der Datenverkehr in das und aus dem Netzwerk bewegt, nach Ost-West, wo der Datenverkehr zwischen Geräten innerhalb des Netzwerks stattfindet.
Unternehmen, die über monolithische Anwendungen hinausgehen, müssen auch einen agilen IT-Ansatz verfolgen, um Anwendungen in kleineren Schritten schneller bereitzustellen und auf sich schnell ändernde Transportanforderungen zu reagieren. Außerdem wechseln viele Unternehmen zu virtualisierten Workloads wie Containern und virtuellen Maschinen, um schnelle Kapazitätsverschiebungen im Laufe der Zeit auf einem kleineren Satz physischer Server zu unterstützen.
Herkömmliche hierarchische Rechenzentrum-Netzwerkdesigns eignen sich nicht gut, um diese Anforderungen zu erfüllen. Daher ersetzen viele Unternehmen ihre hierarchischen Netzwerke durch flachere, agilere Rechenzentrums-Fabrics.
Wie funktioniert eine Rechenzentrums-Fabric?
Moderne Rechenzentrums-Fabrics verwenden in der Regel eine zweistufige Spine-and-Leaf-Architektur, die auch als Clos-Fabric bekannt ist. In dieser Fabric gibt es in der Regel drei Phasen, da die Daten drei Geräte durchlaufen, um ihr Ziel zu erreichen. Beispielsweise verläuft der Ost-West-Datenverkehr eines Rechenzentrums typischerweise von einem bestimmten Server upstream über ein Leaf-Gerät zu einem Spine-Gerät und dann downstream über ein weiteres Leaf-Gerät zum Zielserver.
In einem Fabric-Design gibt es keinen Netzwerkkern, was die grundlegende Natur des Netzwerks selbst verändert.
- Während Intelligenz in den Kern eines traditionellen hierarchischen Netzwerks integriert werden kann (z. B. zur Implementierung von Richtlinien), wird die Intelligenz in einer Spine-and-Leaf-Fabric an den Edge verschoben. Sie wird entweder in Leaf-Geräten (wie Top-of-Rack oder ToR, Switches) oder in Endpunktgeräten, die mit der Fabric verbunden sind (den Workloads), implementiert. Die Spine-Geräte fungieren lediglich als Transitebene für die Leaf-Geräte.
- Spine-and-Leaf-Fabrics eignen sich leicht für Orte im Netzwerk, an denen Ost-West-Datenverkehr sinnvoll ist, was bei einem traditionellen hierarchischen Design nicht der Fall ist.
- Der gesamte Datenverkehr in einer Spine-and-Leaf-Fabric, ob Ost-West oder Nord-Süd, wird gleich behandelt. Sie wird von derselben Geräteanzahl verarbeitet. Diese Praxis hilft beim Aufbau von Fabrics mit strengen Verzögerungs- und Jitter-Anforderungen.
Der Umfang einer Spine-and-Leaf-Fabric wird durch die Anzahl der verfügbaren Ports begrenzt:
Auf Leaf-Geräten:
- Downstream-Ports zur Verbindung von Endpunkten verfügbar.
- Upstream-Ports zur Verbindung mit Spine-Geräten verfügbar.
Auf Spine-Geräten:
- Downstream-Ports zur Verbindung mit Leaf-Geräten verfügbar.
Die Erweiterung einer Spine-and-Leaf-Fabric ist jedoch einfach. Sie fügen einfach je nach Bedarf neben den vorhandenen Geräten weitere Spine- oder Leaf-Geräte hinzu. Dieser Ansatz ermöglicht das „Scale-out“ einer Spine-and-Leaf-Fabric auf die gleiche Weise wie Server und Services, indem parallel weitere Geräte hinzugefügt werden. Im Gegensatz dazu erfolgt das „Scale-up“ durch Hinzufügen weiterer Kapazitäten in vorhandenen Geräten, wie bei einem traditionellen hierarchischen Design.
Neben der Erhöhung der Portkapazität können Sie auch die allgemeine Fabric-Skalierbarkeit steigern, indem Sie mehrere Spine-and-Leaf-Fabric-Pods erstellen und sie mit einer zusätzlichen Spine-ähnlichen Schicht verbinden, die oft als Super-Spine-Schicht bezeichnet wird.
Dieses Pod-basierte Design bietet Vorteile bei großen Rechenzentrum-Fabrics:
- Ermöglicht die Erstellung sehr großer Fabrics mit einem einzigen Gerätetyp im gesamten Netzwerk (einem einzigen SKU-Design).
- Ermöglicht die Generationsverwaltung von Hardware und Software im Laufe der Zeit.
- Erleichtert die Steuerung des Datenverkehrs mithilfe von Technologien wie Segment-Routing.
FAQ zur Rechenzentrums-Fabric
Was ist eine Switch-Fabric für Rechenzentren?
Eine Rechenzentrums-Fabric ist ein System von Switches und den Verbindungen zwischen ihnen, die als einheitliche logische Entität dargestellt werden können. Die Fabric ermöglicht eine flache Netzwerkarchitektur, in der jeder angeschlossene Server oder Datenspeicherknoten mit jedem anderen Server oder Datenspeicherknoten verbunden werden kann. Ebenso kann jeder Switch-Knoten mit jedem anderen Switch-, Server- oder Speicherknoten verbunden werden.
Was ist der Unterschied zwischen einer Rechenzentrums-Fabric und einem herkömmlichen Netzwerk?
Der Begriff „Fabric“ beschreibt, wie Switch-, Server- und Speicherknoten in einer Mesh-Konfiguration mit allen anderen Knoten verbunden sind, was das Bild eines eng gewebten Gewebes hervorruft. Diese Verbindungen bieten mehrere redundante Kommunikationspfade und bieten einen höheren Gesamtdurchsatz als herkömmliche Netzwerke.
Was treibt die Einführung der KI-nativen Netzwerkplattform von HPE Networking voran?
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Gibt es verschiedene Arten von Fabric-Architekturen für Rechenzentren?
Die meisten modernen Rechenzentrum-Fabrics orientieren sich an den oben beschriebenen physischen Leaf-and-Spine-Architekturen und unterscheiden sich nur hinsichtlich der Anzahl der Ebenen und der Scale-Out-Kapazität. Virtuelle Overlay-Architekturen können entweder proprietär oder offen sein, standardbasierte IP-Fabrics oder EVPN-VXLAN-Fabrics.