葉脊拓撲/模式如何計算帶寬,葉交換機的改變會對整個網路產生什麼影響?

葉脊拓撲網路的葉脊交換機之間的合理帶寬比例不能超過3:1。例如,有48個10Gbps速率的客戶端在葉脊拓撲網路的葉交換機上,預計所需的帶寬是480Gbps。如果葉層交換機使用4個40Gbps的uplink埠連接脊層交換機,它的帶寬就是160Gbps,這樣的比例就是3:1,不會超負荷。

這是百度給的解釋,葉脊模式的帶寬比只針對葉交換機嗎?

葉交換機的數量如果發生改變,會對整個網路產生什麼影響?


首先比例3:1,就已經存在超負荷了,只有1:1才不可能超負荷。但是為了節約成本,帶寬比可以大於1:1.

spine-leaf架構就是clos架構,其核心是,spine交換機的數量 &>= 每個leaf交換機的下行埠數量,即可實現不超負荷。因為一個spine交換機對應leaf交換機的一個上行埠。這句話隱含的意義是,網路不超負荷,要求leaf交換機的上下行埠/帶寬一致。

首先在帶寬比1:1的情況下。如果leaf的下行埠數確定了,那麼相應的spine交換機數量只要保證與leaf交換機的下行埠數一致,不用增加spine交換機,可以無限制的增加leaf交換機,同時保證架構帶寬比1:1。聽起來很魔幻,有點不現實。

對於一個6口的交換機組成的spine/leaf結構,下圖可以保證1:1超佔比。

因為spine交換機也有6個埠,現在只用了3個埠,這個時候增加leaf交換機仍然可以保證超佔比1:1,我們在上圖基礎上增加3個leaf交換機。

這個時候,spine交換機的所有埠都被用上了,雖然按照clos的理論,再增加leaf交換機不會影響超佔比。但是新增的leaf交換機插哪?

所以在leaf-spine架構中,增加leaf交換機,在spine交換機埠可以承受的範圍內,不會影響整個網路帶寬。

那如果我還是想增加leaf交換機,接下來該怎麼做?有兩個選項:

  1. 換大帶寬,多埠的spine交換機。我把spine都換成9個埠的交換機,那最多可以接到9個leaf交換機。
  2. 增加帶寬比,減少leaf的上行埠/帶寬,如下圖所示。

這樣,leaf交換機的上行埠/帶寬,是下行埠/帶寬的1/2,對應的帶寬比是2:1.

那往回退看一下,如果我們一開始就設計帶寬比是2:1。如下圖所示:

在這種情況下,我們增加/刪減leaf交換機不會影響帶寬比。但是不能無限增加,上限取決於spine交換機的埠數量。

希望上面講清楚了,所以,回到題主的問題:

  • 葉脊模式的帶寬比只針對葉交換機嗎?
    • 可以這麼認為。leaf交換機的下行帶寬是交換機能提供的帶寬,相當於承諾的服務,上行帶寬是交換機的轉髮帶寬,相當於實際能力。當承諾 &> 能力時,就存在超負荷的可能。
  • 葉交換機的數量如果發生改變,會對整個網路產生什麼影響?
    • 在不超過spine交換機的埠/帶寬上限的前提下,不會影響網路。

如果對spine-leaf架構感興趣,我在這篇文章有更為詳細的介紹。

數據中心網路架構淺談(二)


這種架構其實也就是經典架構的變種而已,適合終端帶寬密集的場所入數據中心使用

leaf和spine間帶寬比例不是固定的,根據業務流量和brust程度進行調整,所有客戶端不是同時滿負荷的

百度的舉例前提是某個leaf的brust流量不會超過背板的1/3,也就是160Gbps。這樣比例最大的限制並不是在spine,而是leaf,因為leaf的上行口有限,而spine可以堆疊得比較高

leaf的數量變化,拓撲就更加複雜,最好用類似IRF的架構減輕複雜度,另外leaf數量變化沒有spine數量變化那麼複雜


我理解Leaf-Spine本質上還是變種的clos架構。通常來講spine的價格比較貴,所以3:1的目的其實是為了降低成本。這個收斂比實際上看具體業務,你leaf上業務流量少,4:1都是可以的。業務流量大了就升級到2:1,etc.

這個就像以前的交換機一樣,線卡上面80G接背板,前面32個10G,因為對用戶來說實際上流量跑不滿,所以做個收斂比給你降成本。

那你業務發展起來了怎麼辦?我背板可以擴容啊,原來兩個40G上行,現在換成兩個100G嘛。

Leaf交換機數量實際上反應的數據中心的規模,對整網產生什麼影響其實不好說,因為現在的數據中心擴容都是按照pod來滾著走的,一個數據中心fabric能掛多少個pod一般來說有規劃,所以你leaf數量變了一般就是要擴容了,要麼spine加設備加埠,要麼就要再做一套spine了

這種規模的,其實我還沒玩過……


就是網路負載增加了

葉片越多,延遲就越高,文中的三比一是基與負載配比的一個理論值,距離越長,自然葉片就不能越多,因為信號損失帶來的丟包的情況是存在的


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