Tkaniny centrów danych L2 i L3 dla projektów Spine Leaf

Tkaniny centrów danych L2 i L3 dla projektów Spine Leaf

Wybór odpowiedniej tkaniny

Wybór odpowiedniej tkaniny
  • Nowoczesne centra danych rzadko ulegają awarii z powodu braku przepustowości; awarie pojawiają się, gdy projekt infrastruktury przestaje odpowiadać modelowi aplikacji i operacji. Zespoły są pod presją konsolidacji obciążeń, wdrażania platform AI i kontenerów oraz ograniczania domen awarii, unikając jednocześnie kosztownych przeprojektowań. W tym kontekście decyzja, gdzie uruchomić czystą warstwę 2, gdzie przenieść warstwę 3 i jak szybko rozwijać infrastrukturę, staje się wyborem strategicznym, a nie kwestią składni.

    W tym artykule struktura centrów danych L2 i L3 została przedstawiona jako decyzja projektowa powiązana ze skalą, mobilnością i ryzykiem operacyjnym. Przeanalizujemy, kiedy preferować proste domeny L2, kiedy standaryzować strukturę L3 typu leaf-spine z EVPN-VXLAN oraz jak dostosować przełączniki Cisco Nexus, Juniper QFX i HPE do każdej ścieżki, aby architekci mogli przejść od teorii do wdrożeniowego planu działania w zakresie struktury.

Równoważenie struktur centrów danych L2 i L3

Wybór pomiędzy strukturami L2 i L3 ma wpływ na skalę, obszary awarii, narzędzia i ścieżki migracji w projektach typu spine-leaf pochodzących od wielu dostawców.

Równoważenie struktur centrów danych L2 i L3
  • Niejasna skala i granice domeny awarii

    Zespoły mają trudności z mapowaniem wzrostu, ruchu wschód-zachód i promienia przesyłu na struktury L2 i L3 bez nadmiernej rozbudowy lub ryzyka przerw w działaniu.

  • Ryzyko migracji w przypadku projektów z mieszanych tkanin

    Przejście ze starszej infrastruktury L2 na infrastrukturę EVPN/VXLAN L3 jest ryzykowne, gdy jednocześnie zmienia się sprzęt, nakładki i routing.

  • Złożoność operacyjna w strukturach wielodostawców

    Różnorodność systemów NOS, funkcji i modeli automatyzacji w firmach Cisco, Juniper i HPE utrudnia realizację spójnej strategii L2/L3.

Porównanie struktury centrów danych L2 i L3

Porównaj projekty infrastruktury warstwy 2 i warstwy 3, aby dostosować skalę, odporność i operacje do rozwoju centrum danych.

Cecha Struktura centrum danych L2
L3 / EVPN-VXLAN Fabric (gorąca)
Wpływ operacyjny
Podstawowe wdrożenie dopasowane Proste kontenery lub małe domeny wymagające łączności Wschód-Zachód opartej na sieci VLAN w obrębie jednej lokalizacji; często zbudowane z wykorzystaniem MLAG lub vPC na przełącznikach, takich jak Cisco Nexus 9300/3400 lub HPE 5900/5950. Średnie i duże struktury wielostanowiskowe lub wielooddziałowe wymagające skalowalnej izolacji dzierżawców i łączności IP typu dowolny-do-dowolny z EVPN-VXLAN na Cisco Nexus 9300/9336, Juniper QFX5120/5200/5210 lub HPE Comware/Aruba CX. Wybierz poziom L2, jeśli dysponujesz kompaktową infrastrukturą obejmującą jedną lokalizację i ograniczonymi potrzebami segmentacji; wybierz poziom L3, jeśli przewidujesz rozwój, użytkowanie przez wielu najemców lub rozbudowę między centrami dystrybucji.
Skalowalność i ograniczanie transmisji Opiera się na sieciach VLAN i STP; domeny rozgłoszeniowe i nieznane domeny jednokierunkowe mogą obejmować wiele szaf, ograniczając bezpieczną skalę i zwiększając domeny błędów. Dystrybuuje routing do każdego liścia; płaszczyzna sterowania EVPN i kapsułkowanie VXLAN zawierają transmisje rozgłoszeniowe i umożliwiają znacznie większą, bardziej przewidywalną skalę. Jeśli oczekujesz szybkiej rozbudowy lub gęstej wirtualizacji, L3/EVPN-VXLAN zapewnia bardziej deterministyczne skalowanie i mniejszy promień awarii/wybuchu niż płaska domena L2.
Dziedziny odporności i awarii Szybka konwergencja L2 jest możliwa, ale obciążenie tabeli MAC, pętle lub problemy STP mogą nadal wpływać na całe segmenty. Odzyskiwanie danych jest bardziej niestabilne w przypadku nadsubskrybowanych rdzeni L2. Granice warstwy L3 dla poszczególnych stojaków oraz protokół ECMP dla całego łańcucha liściowego znacząco ograniczają zakres awarii; płaszczyzna sterowania rekonfiguruje się szybko i niezależnie dla każdego dzierżawcy/VRF. W przypadku obciążeń o znaczeniu krytycznym dla przedsiębiorstwa i rygorystycznych umów SLA struktury L3 redukują ryzyko i skutki awarii pojedynczego łącza, pojedynczego urządzenia lub płaszczyzny sterowania L2.
Mobilność i segmentacja obciążenia pracą Łatwe L2 vMotion lub migracja na żywo w przypadku wszystkich sieci VLAN; dodanie segmentacji zwykle oznacza więcej sieci VLAN i ręcznych list kontroli dostępu, co staje się uciążliwe w przypadku dużej skali. Wykorzystuje technologię VXLAN do rozciągania sieci dzierżawców na strukturę IP, zachowując jednocześnie izolację L3; segmentacja za pomocą VRF, celów tras EVPN i zasad jest oparta na szablonach i skalowalna. Jeśli potrzebujesz wielu użytkowników lub stref bezpieczeństwa z okazjonalną mobilnością, L3/EVPN-VXLAN zapewnia szczegółową izolację bez nadmiernego zwiększania złożoności sieci VLAN i list kontroli dostępu.
Złożoność projektowa i operacyjna Koncepcyjnie proste rozwiązanie dla zespołów przyzwyczajonych do tradycyjnego przełączania; mniej protokołów, ale dostrajanie VLAN/Spanning Tree/vPC może być trudne w przypadku większych topologii. Wymagane są dodatkowe koncepcje (BGP, EVPN, VXLAN) i zautomatyzowane podejście; po standaryzacji operacje wykonywane drugiego dnia są bardziej powtarzalne i przyjazne dla API. Stosuj L2, gdy Twój zespół jest mały, a środowisko statyczne; inwestuj w umiejętności i narzędzia L3, gdy chcesz przeprowadzać zautomatyzowane operacje oparte na intencjach na dużą skalę.
Rozważania dotyczące kosztów i sprzętu Możliwość działania na ekonomicznych przełącznikach obsługujących L2/L3 w przypadku skromnego zestawu funkcji; początkowo może to oznaczać konieczność odroczenia inwestycji w zaawansowane platformy spine-leaf. Często wykorzystuje bardziej rozbudowane przełączniki o większej liczbie funkcji (np. Cisco N9K-C93240YC-FX2, N9K-C9336C-FX2-B2, Juniper QFX5200-48Y-DC-AFI, HPE Q9E63A) i licencje na routing, ale obniża przyszłe koszty przeprojektowania. Jeśli budżet jest ograniczony, a wzrost niepewny, struktury L2 minimalizują początkowe wydatki; jeśli wzrost jest pewny, struktury L3 pozwalają uniknąć kosztownej przebudowy w przyszłości.
Dopasowanie do chmury i automatyzacji Mniej kompatybilne z modelami chmurowymi; integracje z narzędziami do koordynacji są zwykle ograniczone do provisionowania sieci VLAN i podstawowej jakości usług (QoS). Pasuje do konstrukcji w stylu chmury i opartej na routingu; EVPN-VXLAN i BGP dobrze współpracują z Ansible, Terraform i automatyzacją sterowaną przez kontroler dla platform Cisco, Juniper i HPE. W przypadku chmury prywatnej, kontenerów i infrastruktury opartej na CI/CD projekty infrastruktury L3 lepiej odpowiadają nowoczesnym oczekiwaniom dotyczącym automatyzacji i świadczenia usług.

Potrzebujesz pomocy? Eksperci techniczni dostępni od zaraz.

  • +1-626-655-0998 (Stany Zjednoczone)
    UTC 15:00-00:00
  • +852-2592-5389 (Hongkong)
    UTC 00:00-09:00
  • +852-2592-5411 (Hongkong)
    UTC 06:00-15:00
Potrzebujesz pomocy? Eksperci techniczni dostępni od zaraz.

Idealne przypadki użycia struktur L2 i L3

Gdzie najlepiej sprawdzają się struktury centrów danych warstwy 2 i warstwy 3, od małych wirtualizowanych kontenerów po duże architektury chmurowe EVPN-VXLAN.

Wirtualizowane kontenery i małe chmury prywatne w strukturach L2

Wirtualizowane kontenery i małe chmury prywatne w strukturach L2

  • Twórz kompaktowe domeny warstwy 2 dla klastrów VMware lub małych kontenerów OpenStack, w których podstawowe wymagania stanowią proste połączenie oparte na sieci VLAN i vMotion.
  • Użyj struktur L2 spine-leaf w prywatnych chmurach jednostanowiskowych, które wymagają optymalizacji ruchu wschód-zachód, bez narzutu operacyjnego związanego z pełnym routingiem warstwy 3 wszędzie.
  • Agregacja gęstych przełączników Top-of-Rack w warstwie dostępu i agregacji warstwy 2 dla centrów danych zlokalizowanych przy kampusach, z ograniczoną liczbą najemców i dobrze znanymi układami sieci VLAN.
Centra danych przedsiębiorstw obsługujące wielu najemców z L3 EVPN-VXLAN

Centra danych przedsiębiorstw obsługujące wielu najemców z L3 EVPN-VXLAN

  • Wdrażaj struktury typu spine-leaf warstwy 3 za pomocą EVPN-VXLAN, aby odizolować jednostki biznesowe lub najemców, oferując jednocześnie rozciągliwość warstwy 2 w trybie każdy z każdym tylko tam, gdzie jest to wymagane.
  • Standaryzuj infrastrukturę L3 w głównych centrach danych przedsiębiorstw, aby obsługiwać tysiące sieci VLAN i VRF, zachowując jednocześnie przewidywalność skalowania płaszczyzny sterowania i konwergencji.
  • Użyj podkładu L3 z nakładką opartą na EVPN, aby uprościć adresowanie IP, routing domen i zasady bezpieczeństwa międzynajemców w dużych kampusach i centrach danych.
Klastry handlu wrażliwego na opóźnienia, HPC i AI

Klastry handlu wrażliwego na opóźnienia, HPC i AI

  • Projektuj wyspy warstwy 2 o niskim opóźnieniu dla ściśle powiązanych klastrów szkoleniowych HPC lub AI, w których domeny rozgłoszeniowe są małe, a deterministyczna wydajność ma kluczowe znaczenie.
  • Połącz struktury L2 na poziomie szafy obliczeniowej z agregacją L3 i routingiem w rdzeniu, aby utrzymać niskie opóźnienia, ograniczając jednocześnie domeny awarii.
  • Użyj struktur L3 z ECMP i szybką konwergencją, aby chronić aplikacje wrażliwe na opóźnienia, które nie tolerują długich czasów ponownej konwergencji ani zdarzeń typu spanning tree.
Chmura hybrydowa, kolokacja i łączność między centrami danych

Chmura hybrydowa, kolokacja i łączność między centrami danych

  • Wdrażaj struktury centrów danych L3 w celu łączenia lokalnych kontenerów z publicznymi węzłami w chmurze i salami konferencyjnymi kolokacji, korzystając ze spójnych zasad routingu i bezpieczeństwa.
  • Rozszerzenie L2 można stosować selektywnie, np. w przypadku starszych klastrów wymagających rozciągniętych sieci VLAN, przenosząc jednocześnie większość ruchu między lokalizacjami do trasowanych nakładek L3 EVPN lub IPsec.
  • Segmentuj warstwy aplikacji za pomocą VRF i granic warstwy 3 podczas łączenia wielu centrów danych, zmniejszając promień zasięgu przy jednoczesnym zachowaniu kontrolowanej mobilności obciążenia.
Platformy brzegowe i platformy o dużym ruchu dla dostawców usług

Platformy brzegowe i platformy o dużym ruchu dla dostawców usług

  • Wdrażaj struktury L3 spine-leaf na krawędzi dostawcy lub w punktach wymiany ruchu internetowego, gdzie skala tras, szybkość konwergencji i przepustowość ECMP są ważniejsze niż prostota L2.
  • Sieci L2 należy stosować wyłącznie na granicy usług lub warstwie dostępu, jednocześnie egzekwując granice warstwy 3 w kierunku rdzenia, aby zapobiec burzom rozgłoszeniowym i dużym domenom awarii.
  • Uruchom EVPN-VXLAN na strukturach L3, aby zapewnić klientom wirtualizowane usługi L2 i L3, umożliwiając skalowalne środowiska wielodostępne z wyraźnym podziałem operacyjnym.

Najczęściej zadawane pytania

Jak wybrać pomiędzy architekturą L2 i L3 w przypadku nowej konfiguracji spine-leaf z systemem Cisco Nexus lub Juniper QFX?

  • Z punktu widzenia zakupów, wybór między L2 a L3 należy traktować jako ograniczenie zestawu funkcji przełącznika i licencji, które kupujesz. Jeśli oczekujesz szybkiego wzrostu liczby użytkowników, łączności z wieloma lokalizacjami lub potrzebujesz EVPN-VXLAN, priorytetowo potraktuj struktury obsługujące L3 (na przykład Cisco N9K-C93240YC-FX2, N9K-C9316D-GX, N9K-C9336C-FX2-B2 lub Juniper QFX5120/QFX5200/QFX5210), aby uniknąć konieczności wymiany i wymiany przy przejściu z czystych nakładek L2 na L3.
  • Jeśli Twoje obciążenia znajdują się głównie w jednej hali danych, z ograniczoną segmentacją i niewielką liczbą sieci VLAN, bardziej zorientowana na warstwę 2 konstrukcja z wykorzystaniem kompaktowych przełączników (na przykład Cisco N3K-C34180YC, N3K-C3264C-E lub modeli HPE, takich jak JL585A, JL586A, Q9E63A) może ograniczyć złożoność sprzętową i operacyjną. Należy jednak upewnić się, że wybrane jednostki SKU obsługują routing, sieć VXLAN i skalowalność, których możesz potrzebować w ciągu 3–5 lat.
  • W celu udoskonalenia projektu i zestawienia materiałów możesz udostępnić naszym inżynierom swoje wymagania dotyczące rozwoju, odporności i segmentacji za pośrednictwem bezpłatne wsparcie projektowe CCIE przed sfinalizowaniem zakupu tkaniny L2 lub L3. Uwaga: Szczegółowe warunki gwarancji i usługi wsparcia mogą się różnić w zależności od produktu i regionu. Aby uzyskać szczegółowe informacje, zapoznaj się z oficjalnymi informacjami. W celu uzyskania dalszych informacji prosimy o kontakt: router-switch.com.

Czy mogę zacząć od struktury L2, a później dokonać migracji do L3/EVPN-VXLAN przy użyciu tych samych przełączników?

  • Wiele z wymienionych platform Cisco Nexus i Juniper QFX jest gotowych sprzętowo do obsługi L3 i EVPN-VXLAN, ale rzeczywista możliwość migracji bez zmian sprzętowych zależy od wersji oprogramowania, licencji i ograniczeń skalowalności (rozmiaru tabeli routingu, liczby tuneli VXLAN, zasobów bufora). Na przykład Cisco N9K-C93240YC-FX2 i N9K-C9336C-FX2-B2 lub Juniper QFX5120 i QFX5200 to typowe rozwiązania, gdy planuje się przejście z infrastruktury L2 na L3.
  • Planując podejście „rozpocznij L2, a następnie przejdź do L3”, sprawdź wcześniej, które pakiety oprogramowania sprzętowego i licencje funkcji są wymagane, czy istniejące przełączniki HPE lub Cisco/Juniper ToR będą obsługiwać EVPN-VXLAN oraz czy przełączniki typu spine (np. N9K-C9316D-GX, QFX5210-64C-D-AFI2) poradzą sobie ze skalą tras L3 oczekiwaną po migracji.
  • Polecamy skorzystać z naszego Sprawdzanie EOL/EOSL aby uniknąć projektowania ścieżki migracji na platformach, dla których kończy się wsparcie techniczne, co mogłoby wymusić nieoczekiwaną aktualizację podczas przechodzenia na poziom L3.

Czy przełączniki Cisco Nexus, Juniper QFX i HPE współpracują ze sobą w ramach mieszanej struktury L2/L3?

  • Na poziomie warstwy 2 łączenie przełączników Cisco, Juniper i HPE (na przykład Nexus N9K-C9336PQ z przełącznikami agregującymi HPE, takimi jak JL587A lub Juniper QFX5110 ToR, w szkielet Cisco N9K-C9316D-GX) jest zazwyczaj wykonalne, jeśli ograniczysz się do funkcji opartych na standardach, takich jak sieci VLAN 802.1Q, LACP, standardowe STP/MSTP, i unikniesz rozszerzeń opracowanych przez dostawców dla funkcji krytycznych.
  • Na poziomie warstwy 3 i nakładki (EVPN-VXLAN) praktyczna interoperacyjność opiera się na spójnym stosowaniu standardów IETF i konkretnych wersji oprogramowania na każdej platformie. Należy unikać zakładania, że ​​funkcje EVPN różnych dostawców (np. typy tras, zachowanie równoważenia obciążenia, multihoming) będą ze sobą zgodne bez szczegółowej walidacji laboratoryjnej lub wyraźnego rozgraniczenia między domenami dostawców.
  • Przed zakupem zestawu dostawców zalecamy zdefiniowanie granic interoperacyjności (np. czyste przekazywanie routingu IP między domenami Cisco Nexus i Juniper QFX) i zlecenie naszemu zespołowi ds. rozwiązań przeglądu projektu i docelowych jednostek SKU za pośrednictwem bezpłatne wsparcie CCIE w celu identyfikacji ukrytych zagrożeń związanych ze zgodnością. Uwaga: Szczegółowe warunki gwarancji i usługi wsparcia mogą się różnić w zależności od produktu i regionu. Aby uzyskać szczegółowe informacje, zapoznaj się z oficjalnymi informacjami. W celu uzyskania dalszych informacji prosimy o kontakt: router-switch.com.

Na jakie ryzyka wdrożeniowe powinienem zwrócić uwagę przy rozciąganiu warstwy L2 w porównaniu z uruchomieniem warstwy L3 na przełącznikach głównych?

  • Zakup rozciągniętej struktury L2 (np. przy użyciu przełączników Cisco N3K-C34180YC lub przełączników agregacyjnych HPE JQ074A, JQ026A w przypadku dużych domen L2) często wydaje się początkowo tańszy, ale może wiązać się z większym promieniem transmisji i ryzykiem konwergencji. Konieczny może być bardziej ostrożny wybór platform z solidnymi funkcjami buforowania i redundancji oraz wyraźną walidacją zachowania STP i funkcji MLAG/vPC.
  • Zakup projektu L3-to-the-leaf (z EVPN-VXLAN na Cisco N9K-C93240YC-FX2 lub Juniper QFX5120-48Y-AFO/AFI, QFX5200-48Y-DC-AFI) przenosi ryzyko na skalę routingu, procesor płaszczyzny sterowania i odpowiednią konstrukcję warstwy podkładowej/nakładkowej. Głównym założeniem zakupu jest to, że należy z góry zweryfikować poziomy licencji i zasoby pamięci, a nie tylko liczbę portów i przepustowość.
  • W obu przypadkach kluczowym przypomnieniem jest dostosowanie zakupionych jednostek SKU do projektu domeny błędów (domeny błędów na szafę, na POD lub na lokalizację). Niedokupienie możliwości L3 może zablokować Cię w rozciągniętym L2 na lata, a nadmierna ilość złożonych funkcji L3, z których nigdy nie korzystasz, może zawyżać całkowity koszt posiadania (TCO). Nasi inżynierowie pomogą Ci ocenić te kompromisy w odniesieniu do rzeczywistych obciążeń poprzez… konsultacja projektowaUwaga: Szczegółowe warunki gwarancji i usługi wsparcia mogą się różnić w zależności od produktu i regionu. Szczegółowe informacje można znaleźć w oficjalnych informacjach. W celu uzyskania dalszych informacji prosimy o kontakt: router-switch.com.

Co powinienem wiedzieć o czasie realizacji zamówienia, wysyłce i ryzyku importowym w przypadku przełączników strukturalnych centrów danych L2/L3?

  • Czas realizacji zamówień na przełączniki Cisco Nexus, Juniper QFX i HPE do centrów danych może się znacznie różnić w zależności od modelu (na przykład, w przypadku jednostek SKU o dużym zapotrzebowaniu, takich jak N9K-C9316D-GX lub QFX5210-64C-D-AFI2, cykle dostaw mogą być dłuższe). Rzeczywisty czas dostawy zależy od dostępności towaru, wielkości zamówienia i miejsca docelowego; w przypadku produktów dostępnych w magazynie, wysyłka może być realizowana szybciej, natomiast w przypadku zamówień zaległych lub jednostek o specjalnej konfiguracji może to zająć więcej czasu.
  • Aby zaplanować okna wdrożeniowe, należy uwzględnić ewentualne opóźnienia celne i lokalne procedury importowe, zwłaszcza w przypadku budowy wielooddziałowych struktur L3 z dużymi partiami sprzętu. Aby uzyskać więcej informacji na temat logistyki, zapoznaj się z naszą ofertą. metody wysyłki i specyficzne dla danego kraju podatki i cła notatki, a następnie skoordynować działania z wewnętrznym zespołem ds. logistyki, aby dostosować okna dostaw do dostępu do centrum danych i zamrożenia zmian.

W jaki sposób obsługiwane są gwarancje, zwroty i cykl życia przełączników szkieletowych, a co się stanie, jeśli kluczowy przełącznik L3 zostanie wycofany z eksploatacji?

  • Przy wyborze kluczowych przełączników L3 typu spine i leaf (takich jak Cisco N9K-C93240YC-FX2, N9K-C9336C-FX2-B2, Juniper QFX5200/QFX5210 lub HPE JL585A/JL586A) planowanie cyklu życia jest równie ważne, jak pojemność. Zalecamy sprawdzenie każdego wybranego SKU pod kątem zgodności z naszymi Sprawdzanie EOL/EOSL dzięki temu będziesz wiedział, ile czasu zajmie wsparcie dostawcy, zanim zaczniesz projektować swoją strukturę na tej platformie.
  • W przypadku problemów ze sprzętem, nasza obsługa zwrotów odbywa się zgodnie z udokumentowanymi procedurami; praktyczne kroki dotyczące jednostek DOA lub wadliwych można sprawdzić w instrukcje zwrotuWarunki gwarancji mogą się różnić w zależności od dostawcy i regionu, co może wpłynąć na decyzję o scentralizowaniu warstwy L3 w mniejszej liczbie zaawansowanych przełączników, czy też rozproszeniu warstwy L3 na większej liczbie przełączników, aby zapewnić odporność i współdzielenie zasobów. Uwaga: Szczegółowe warunki gwarancji i zakres usług wsparcia mogą się różnić w zależności od produktu i regionu. Szczegółowe informacje można znaleźć w oficjalnych informacjach. W celu uzyskania dalszych informacji prosimy o kontakt: router-switch.com.

Więcej rozwiązań

Beyond Bandwidth: The 100G+ Data Center Architecture

Poza przepustowością: architektura centrum danych 100G+

Niezbędny fundament 100G — wzrost gotowy na sztuczną inteligencję, wydajność bez opóźnień

Centrum danych
400G/800G Ethernet Switch: Maxmize Margins via AI-Ready Solutions

Przełącznik Ethernet 400G/800G: maksymalizacja marży dzięki rozwiązaniom gotowym na sztuczną inteligencję

Przełączniki centrów danych o wysokiej rentowności od Cisco, Huawei, Mellanox i Juniper.

Ethernet Switch
Copper vs Fiber vs DAC/AOC Interconnects Guide

Przewodnik po połączeniach miedzianych, światłowodowych i DAC/AOC

Pełne porównanie kabli miedzianych, światłowodowych, DAC i AOC — opóźnienia, zasięgu, kosztów i przydatności wdrożeń 10G/25G/100G/400G.

Okablowanie i transceivery