Was ist Data Network in einfachen Schritten?
Tolle Datennetzwerke, die Menschen und Geräte verbinden | Artikel
Auf unserem Portal www.v500.com sprechen wir häufig über Netzwerke, Vernetzung und Datennetzwerke. Ist das alles gut? Was genau meinen wir damit?
Viele Menschen nutzen Netzwerke und achten nicht besonders darauf. Warum sollten sie das tun? Wir möchten erklären, was Datennetzwerke in unserem Leben und in Ihrem Unternehmen tun.
Wenn Sie verstehen, was Netzwerke tun, verstehen Sie anschließend, welche Dienste wir bereitstellen und welche Vorteile, Nutzen und Mehrwert wir Ihrer Geschäftsinfrastruktur hinzufügen können.
„Mehr als 70 % des gesamten Datenverkehrs erfolgt heute von Server zu Server oder von Ost nach West. Traditionelle (veraltete) Rechenzentrumsnetzwerke wurden ursprünglich auf Ausfallsicherheit ausgelegt und waren hauptsächlich auf die Geschwindigkeit innerhalb und außerhalb des Rechenzentrums ausgerichtet, die sich nun im Rechenzentrum befindet. Die Cloud-Technologie, bei der viele Daten global repliziert werden, E2W, wird verwendet.“
Was ist ein Datennetzwerk?
Ein Datennetzwerk ist ein System, das Daten zwischen Netzwerkzugriffspunkten (Knoten) über Datenvermittlung, Systemsteuerung und Verbindungsübertragungsleitungen wie Ethernet (Kupfer) oder Glasfaser überträgt. Datennetzwerke können aus verschiedenen Kommunikationssystemen bestehen, darunter Leitungsvermittlungen, Standleitungen und Paketvermittlungsnetzwerke.
Welche Arten von Datennetzen gibt es?
- Persönliches Netzwerk (PAN)
- Lokales Netzwerk (LAN)
- Drahtloses lokales Netzwerk (WLAN)
- Campus-Area-Netzwerk (CAN)
- Metropolitan Area Network (MAN)
- Weitverkehrsnetz (WAN)
- Storage-Area-Netzwerk (SAN)
- System-Area Network (auch als SAN bekannt)
Was ist ein mobiles Datennetzwerk?
Ein mobiles Datennetzwerk ist ein Netzwerk, über das Ihr normales Mobiltelefon oder Smartphone betrieben wird. Das Netzwerk wird im Allgemeinen in Mobilfunkabdeckungsgebieten übertragen. Im Gegensatz zu einem privaten drahtlosen Heim- oder Büronetzwerk ist ein mobiles Netzwerk im Allgemeinen nicht so sicher und der Zugriff auf Daten darüber muss mit Vorsicht erfolgen.
Zu den beiden häufigsten Arten von Datennetzwerken gehören:
- Lokales Netzwerk (LAN)
- Weitverkehrsnetz (WAN)
Was sind 3x Tier-Rechenzentrumsnetzwerke?
Ältere Data-Center-Netzwerke verwendeten ein dreistufiges Design bestehend aus Switches in den Ebenen Core, Distribution (Aggregation) und Access.
- Kernschalter - sind normalerweise große integrierte Chassis mit sehr hohem Durchsatz und erweiterten Routing-Funktionen (BGP und OSPF).
- Verteilungsschichtschalter (Aggregationsschichtschalter) sind Mid-Tier-Geschwindigkeitsschalter, die für Uplink-Geschwindigkeiten wichtig sind. Zusätzliche Dienste wie Lastausgleich und Firewalls sind oft auf dieser Ebene zu finden.
- Access Layer Switches – sind die herkömmlichen Top-of-Rack (TOR)-Switches, die regelmäßig aus 24 bis 48 Ports mit 1 oder 10 Gbit/s und Uplinks ähnlicher Größe bestehen.
3x Tier-Netzwerkinfrastruktur - Kern-, Verteilungs- und Zugriffsschicht
In der Vergangenheit wurde häufig ein dreistufiges Rechenzentrumsnetzwerkdesign empfohlen. Es funktionierte sehr gut, wenn der Großteil des Datenverkehrs von Nord nach Süd (von außen zum Rechenzentrum) oder umgekehrt verlief. Ein Paketfluss zum Core wird an den richtigen Verteilungsswitch weitergeleitet und dann an den Zugriffsswitch weitergeleitet, an dem die Server angeschlossen sind. Durch das Durchlaufen von nur drei physischen Hops wird die zusätzliche Latenz pro Paketfluss begrenzt.
Das Anliegen bei diesem Design für das moderne Rechenzentrum ist umso mehr Intra-DC-Verkehr ist die neue Norm. Aufgrund des Server-zu-Server-Verkehrs werden aus drei Hops nun schnell vier, fünf oder mehr, was zu einer erheblichen Latenz pro Datenfluss führt und die Möglichkeit von Engpässen, Pufferüberläufen und verlorenen Paketen erhöht.
2x Tier Data Center-Netzwerke, was jetzt verwendet wird
Heute wird ein Two-Tier-Netzwerk mit einer Spine-and-Leaf-Architektur empfohlen, um die Anforderungen moderner Anwendungen zu erfüllen: hoher Durchsatz, geringe Latenz und keine Konvergenz.
- Wirbelsäulenschalter - sind Switches mit sehr hohem Durchsatz, geringer Latenz und Portdichte und direkten Hochgeschwindigkeitsverbindungen (40, 100, 400 Gbit / s) zu jedem einzelnen Leaf Switch.
- Blattschalter sind mit herkömmlichen TOR-Switches (Top of the Rack) vergleichbar. Sie sind häufig 24 – 48 Ports mit 1/10 oder 40, 50 und 100 Gbit/s Zugriffsschichtverbindungen, verfügen jedoch über die erhöhte Kapazität von 40, 100 oder 400 Gbit/s Uplinks zu jedem Spine-Switch.
Wirbelsäulen- und Blattnetzinfrastruktur - SDN, Netzwerkautomatisierung
Wirbelsäulen- und Blattnetzinfrastruktur, Software Defined Networking (SDN), Netzwerkautomatisierung
Vorteile von zweistufigen Wirbelsäulen- / Blattarchitekturen
- Elastizität: Jeder Leaf-Switch ist mit jedem einzelnen Spine-Switch verbunden, Spanning Trees sind nicht erforderlich und dank der Protokolle TRILL, SPB oder SDN kann jeder Uplink gleichzeitig verwendet werden. Der Datenverkehr fließt durch alle 100 % der Uplinks und der Algorithmus gleicht den Datenverkehr gleichmäßig aus. Folglich werden alle Switch-Ports genutzt, nicht wie bei einer 3x-Tier-Infrastruktur, bei der nur 50 % der Ports und Uplinks verwendet werden und die anderen 50 % im Standby-Modus sind.
- Latenz: Für jeden Ost-West-Paketfluss gibt es maximal 2 Hops, daher ist eine sehr geringe Latenz typisch.
- Eigenschaften: Echte Aktiv / Aktiv-Uplinks ermöglichen den Datenverkehr über die am wenigsten überlasteten Hochgeschwindigkeitsverbindungen.
- Skalierbarkeit: Sie können die Anzahl der Leaf Switches auf die gewünschte Portkapazität erweitern und Spine Switches für Uplinks hinzufügen. Alle VLANs (VXLANs) sind überall verfügbar.
- Anpassungsfähigkeit: Mehrere Spine-Leaf-Netzwerke in einer Multi-Cloud-Umgebung können über eine einzige Oberfläche verbunden und verwaltet werden. Diese Topologie kommt anderen Bereichen des Unternehmensnetzwerks zugute (z. B. der industriellen Zellenarchitektur oder dem Unternehmens-LAN).
- Konvergenz: Es gibt keine Konvergenz. In Mega-Data-Center-Netzwerken ist eine hohe Leistung erforderlich. Wenn der Netzwerkverkehr konvergiert, wird die Leistung von Servern und Speichergeräten stark beeinträchtigt.
Überlegungen zur Verwendung von zweistufigen Spine-Leaf-Architekturen
Bei einem zweistufigen Design muss das Rechenzentrum neu verkabelt werden. Jeder Leaf muss mit jedem Spine verbunden werden. Diese neue Architektur erfordert eine beträchtliche Menge an Kabeln und optischen Komponenten für die Konnektivität. Richtig, es ist etwas Arbeit bei der Verkabelung erforderlich; mit TOR-Switches sparen Sie jedoch Geld für Verkabelung, Kabelbäume und Patchpanels.
Zweistufige Spine/Leaf-Architekturen erfordern möglicherweise noch einige Router für das Layer-3-Routing zum Internet, zu Campussen und Zweigstellen. Vor dem Kauf der neuen Rechenzentrumshardware ist die Planung sowohl des physischen als auch des logischen Netzwerks unerlässlich.
Ansatz der Cloud-Netzwerkinfrastruktur
Vielleicht ist das eine Selbstverständlichkeit: Ein Cloud-Netzwerk oder eine Cloud-Plattform ist eine Umgebung, die im Rechenzentrum einer anderen Person gehostet wird. Mit anderen Worten: Behandeln Sie die Cloud wie Ihr eigenes Netzwerk. Trennen Sie Anwendungen, Dienste und Server in überschaubare Netzwerke. Wenden Sie strenge Firewall-Richtlinien zwischen Netzwerken/Subnetzen an.
AWS VPC stellt Ihnen standardmäßig über 65 IP-Adressen zur Verfügung; niemand braucht so viele, es sei denn, Sie sind ein FTSE 100 Enterprise-Unternehmen. Der Trick besteht darin, dies in relevante Verfügbarkeitszonen für die Ausfallsicherheit und dann in Subnetze aufzuteilen – ./24 (über 250 IPs). Viele Leute vergessen den grundlegenden Schritt einer guten Namenskonvention und wenden ihn sehr oft an; bitte lesen Sie unseren Beitrag, 10 Top Network Design Best Practices für Ihre Infrastruktur.
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Maksymilian Czarnecki
Der ursprünglich auf Englisch verfasste Blog-Beitrag durchlief eine magische Metamorphose in die Sprachen Arabisch, Chinesisch, Dänisch, Niederländisch, Finnisch, Französisch, Deutsch, Hindi, Ungarisch, Italienisch, Japanisch, Polnisch, Portugiesisch, Spanisch, Schwedisch und Türkisch. Wenn ein subtiler Inhalt seinen Glanz verloren hat, lassen Sie uns den ursprünglichen englischen Funken zurückbeschwören.
