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Switches ToR y ToRs populares en arquitecturas de centros de datos

JuanActualizado el Jun 29th 2022Lectura de 1 minutos

El esquema Top of rack (ToR) o esquema de conexión punto a punto dentro del bastidor o (rack) es una arquitectura común en las conexiones switch a servidor. Según el resultado de una encuesta realizada en 2015, el esquema ToR resultó ser la arquitectura más utilizada tanto en centros de datos de coubicación, como en centros de datos empresariales. Según los análisis recientes, la arquitectura ToR se despliega ampliamente, e incrementarán los despliegues en el futuro. De esta forma, el switch ToR también se ha convertido en una de las soluciones más requeridas.
¿Qué aspecto tiene un ToR? ¿Un switch ToR se coloca en la parte superior del bastidor?
Gracias por sus preguntas. Un switch ToR podría estar ubicado en la parte superior del bastidor, aunque no necesariamente tiene que ser así. También se puede ubicar en la parte inferior o central del bastidor. Además, luego de haber observado multiples instalaciones, los ingenieros descubrieron que la ubicación en la parte superior del bastidor es la mejor debido a la fácil accesibilidad y a la mejor gestión de los cables.
Los beneficios de los ToR son muchos y en resumen son:
El cobre se queda dentro del bastidor "In Rack"
Menos costes en cableado
Arquitectura modular y flexible en el bastidor “per rack”
A prueba de futuro para velocidades más altas
En un diseño de ToR, se debe colocar al menos un switch de red en cada rack. Luego, los servidores dentro del rack se conectan al switch, normalmente a través de un cable de cobre. Seguidamente, los switches de cada rack se conectan al switch ToR.
En la topología leaf-spine actual, los switches ToR son los switches leaf que luego se conectan a los switches spine. Por ejemplo, los servidores 10G están conectados a un switch 10G ToR/leaf (que también tiene puertos 40G) a través de un cable SFP+ 10G (cable de cobre de conexión directa), o mediante un cable Cat6a/Cat7 y un transceptor 10GBASE-T. Luego, el switch 10G se conecta a un switch leaf-spine 40G.
La combinación de ToR y leaf-spine ha resuelto algunos problemas que existían en la topología tradicional de tres niveles (acceso-agregación-núcleo), como por ejemplo, el "tráfico" en el switch de nivel superior. En una topología de red de tres niveles, el tráfico de datos tomará una única ruta "best path" o "mejor ruta" que es eligida entre un conjunto de rutas alternativas, hasta el punto en el que se congestiona, para luego eliminar los paquetes.
En la topología leaf-spine, para evitar que se elija una ruta de enlace ascendente, la ruta se elige aleatoriamente para que la carga de tráfico se distribuya uniformemente entre los switches de nivel superior. Si uno de los switches de nivel superior fallara, solo degradaría ligeramente el rendimiento a través del centro de datos.
Switches ToR de alto rendimiento
Dado que el esquema ToR es el diseño más popular de la arquitectura del centro de datos, las popularidad de los switches ToR aumenta cada vez más. A continuación presentamos algunos switches ToR de alto rendimiento con diferentes velocidades de datos de switch a servidor, que van desde 1G hasta 100G.
Velocidad de datos dominante de cambio a servidor
Modelo de switch de FS
Tipo de puerto
Capacidad de conmutación
Tasa de reenvío
8x 10/100/1000BASE-T RJ45, 2x 1G SFP
20 Gbps
15 Mpps
24x 10/100/1000BASE-T RJ45, 4x 1G RJ45/SFP Combo
56 Gbps
42 Mpps
S3900-24T4S
24x 10/100/1000BASE-T RJ45, 4x 10G SFP+
128 Gbps
95 Mpps
S3400-48T4SP
48x 10/100/1000BASE-T RJ45, 4x 10G SFP+
176 Gbps
132 Mpps
20x 1G/10G SFP+, 4x 10G/25G SFP28, 2x 40G QSFP+
760 Gbps
565 Mpps
S5850-24T16B
24x 10/100/1000BASE-T RJ45, 16x 10G/25G SFP28
848 Gbps
630.9 Mpps
20x 1G/10G SFP+, 4x 10G/25G SFP28, 2x 40G QSFP+
760 Gbps
565 Mpps
N5850-48S6Q
48x 10G SFP+, 6x 40G QSFP+
1.44 Tbps full duplex
1 Bpps
48x 10G SFP+, 8x 100G QSFP28
2.56 Tbps
1.9 Bpps
N8550-48B8C
48x 25G SFP28, 2x 10Gb SFP+, 8x 100G QSFP28
4 Tbps full duplex
2.9 Bpps
N8550-32C
32x 100G QSFP28, 2x 10Gb SFP+
6.4 Tbps full duplex
4.7 Bpps
32x 100G QSFP28
6.4 Tbps
4.76 Bpps
Los switches ToR que hemos presentamos en el anterior cuadro son compatibles con las características L2/L3, pila doble IPv4/IPv6, protocolo de puente del centro de datos, y FCoE. Por lo general, los switches ToR tienen que ser multipuerto y de baja latencia porque tienen que tratar con el tráfico de diferentes capas.
En la actualidad, las velocidades de datos de 1G y 10G siguen contribuyendo a la mayor parte de todas las conexiones de switch a servidor. Los switches ToR de 40G y 100G que pueden admitir múltiples velocidades de datos aún no son muchos. El modelo 40G y el modelo 100G que mencionamos anteriormente son unos de los pocos switches ToR multipuerto de alta velocidad que tienen baja latencia y alto rendimiento.
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