سوئیچ های 100G برای مراکز داده: انتخاب، مزایا و تکنولوژی های پیشرفته

روندهای پیشرفت فناوری سوئیچ های دیتا سنتر شبکه

 

با ادامه تکامل زیرساخت‌های شبکه، سوئیچ ها (سوئیچ های دیتا سنتر) در حال پیشرفت‌های قابل توجهی هستند تا نیازهای روزافزون داده‌ها، مدیریت هوشمند و معماری‌های باز را پشتیبانی کنند.

 

روندهای کلیدی شکل دهنده آینده فناوری سوئیچ ها

 

پهنای باند بالاتر و سرعت های انتقال سریع تر

با رشد سریع داده‌های کلان، رایانش ابری، برنامه‌های هوش مصنوعی و استریم ویدئوهای با وضوح بالا، نیازهای پهنای باند شبکه به طور تصاعدی در حال افزایش هستند. برای پاسخگویی به این تقاضاها، سرعت سوئیچ ها از 10G، 40G و 100G به سمت 400G، 800G و حتی بیش از 1Tbps پیش می‌رود.

مراکز داده‌های هایپرسکال (Hyperscale) تقاضای سوئیچ های فوق سریع را برای پردازش انتقال داده‌های حجیم در زمان واقعی به وجود می‌آورند.

سازمان‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات بطور فزاینده‌ای از راه‌حل‌های با پهنای باند بالا استفاده می‌کنند تا ثبات و عملکرد شبکه را برای برنامه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) و استقرار دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) تضمین کنند.

 

مدیریت شبکه مبتنی بر هوش مصنوعی و خودکارسازی

هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشینی (ML) در حال تغییر شیوه عملکرد سوئیچ های شبکه هستند. با سوئیچ های مبتنی بر هوش مصنوعی، شبکه ها می‌توانند بطور خودکار عملکرد خود را با تنظیم پهنای باند و جریان ترافیک در زمان واقعی بهینه‌سازی کنند. این سوئیچ ها همچنین می‌توانند مشکلات را پیش‌بینی کرده و قبل از بروز مشکلات، آنها را رفع کنند، با قابلیت خود تشخیص و تعمیرات خودکار. علاوه بر این، هوش مصنوعی به شناسایی تهدیدات امنیتی کمک می‌کند و الگوهای ترافیکی غیرمعمول را شناسایی کرده و به سرعت به آنها واکنش نشان می‌دهد. با کاهش نیاز به مداخله دستی، خودکارسازی مبتنی بر هوش مصنوعی بهره‌وری، قابلیت اطمینان و تاب آوری شبکه ها را افزایش می‌دهد و آنها را هوشمندتر و سازگارتر در محیط‌های پیچیده امروزی می‌کند.

 

استفاده گسترده از شبکه های باز و معماری های تجزیه شده

با توسعه سریع هوش مصنوعی، رایانش ابری و 5G، سوئیچ های جعبه سفید (سوئیچ های شبکه باز) و سیستم عامل‌های شبکه متن باز مانند SONiC به عنوان روندهای جدید ظهور کرده‌اند و بطور تدریجی دستگاه‌های شبکه بسته سنتی را جایگزین می‌کنند. دلایل این تغییر روشن است، این سوئیچ ها برای کسب و کارها هزینه‌های کمتری دارند، انعطاف‌پذیری بیشتری را فراهم می‌کنند، قابلیت شخصی‌سازی بالاتری دارند و نوآوری‌های تکنولوژیکی سریع‌تری را ارائه می‌دهند، در حالی که از خطرات قفل شدن با فروشندگان جلوگیری می‌کنند. در عین حال، این سوئیچ ها نیازهای شبکه مدرن را برای اتوماسیون، هوش و مقیاس‌پذیری برآورده می‌کنند. با پیشرفت فناوری‌هایی مانند رایانش ابری، داده‌های کلان و هوش مصنوعی، این روند احتمالاً سرعت بیشتری خواهد گرفت.

 

سوئیچ دیتا سنتر 100G چیست

سوئیچ اترنت 100G یک دستگاه شبکه با عملکرد بالا است که برای ارائه توانایی انتقال داده تا 100 گیگابیت بر ثانیه (Gbps) طراحی شده است. این سوئیچ های دیتا سنتر به عنوان سوئیچ مرکزی (ستون فقرات شبکه) در یک شبکه عمل کرده و چندین دستگاه را به هم متصل می‌کنند و امکان تبادل سریع و کارآمد داده‌ها را فراهم می‌آورند. با استفاده از فناوری Ethernet 100G، این سوئیچ ها ظرفیت انتقال به مراتب بالاتری را با تأخیر کم ارائه می‌دهند که سرعت انتقال داده‌ها در مراکز داده را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. این قابلیت باعث می‌شود که سوئیچ های 100G به ویژه برای مدیریت تقاضاهای رو به رشد برنامه‌های پر پهنای باند امروزی مناسب باشند.

 

چگونه سوئیچ 100G برای مرکز داده انتخاب کنیم

هنگام انتخاب سوئیچ 100G برای مرکز داده، توجه به چند عامل کلیدی ضروری است تا اطمینان حاصل شود که دستگاه نه تنها نیازهای کنونی شما را برآورده می‌کند بلکه برای تقاضاهای آینده نیز مقیاس‌پذیر است. در اینجا نگاهی دقیق‌تر به آنچه که باید در نظر داشته باشید آورده شده است:

انتخاب سوئیچ دیتا سنتر 100 گیگ

عملکرد

قلب هر سوئیچ 100G برای مرکز داده، عملکرد آن است. چیپست و CPU نیروی محرکه پشت توانایی پردازش داده‌ها، مدیریت ترافیک با سرعت بالا و پردازش حجم عظیمی از داده‌ها بدون ایجاد گلوگاه هستند. سوئیچ هایی را انتخاب کنید که از ASIC‌های پیشرفته (مدارات مجتمع مخصوص کاربرد) بهره می‌برند که عملکرد بالایی را با تأخیر کم وعده می‌دهند. اطمینان حاصل کنید که CPU قادر است وظایف Plane کنترل را به خوبی مدیریت کند و سوئیچ بطور کارآمد عملیات‌های روزمره و پیچیده را در محیط مرکز داده پویا انجام دهد.

طراحی سخت افزار

طراحی سخت‌افزار نقش حیاتی در سهولت نگهداری و قابلیت اطمینان سوئیچ ایفا می‌کند. به دنبال اجزای قابل تعویض مانند منبع تغذیه و فن‌ها باشید تا زمان خرابی هنگام نگهداری یا ارتقاء به حداقل برسد. همچنین، سوئیچ نیاز به توانایی‌های مناسب برای دفع گرما دارد تا بتواند بارهای گرمایی بالا را تحمل کند. طراحی و چیدمان سیستم فن مناسب باعث بهینه‌سازی جریان هوا می‌شود و از ایجاد نقاط داغ جلوگیری کرده و دما را کنترل می‌کند. حتی می‌توانید جهت جریان هوای فن‌ها را برای سوئیچ های مرکز داده انتخاب کنید.

علاوه بر این، تعداد پورت‌ها بطور مستقیم بر مقیاس‌پذیری تأثیر می‌گذارد؛ سوئیچ های با چگالی پورت بالا تعداد بیشتری اتصال را پشتیبانی می‌کنند و نیاز به سوئیچ های اضافی را کاهش می‌دهند.

نرم افزار

یک سیستم عامل شبکه قوی برای سوئیچ ها، به ویژه در مراکز داده که باید حجم‌های پیچیده و سنگین کاری را مدیریت کنند، ضروری است. این سیستم‌ها باید مجموعه‌ای جامع از ویژگی‌ها از جمله عملکردهای لایه 2/3، قابلیت‌های مجازی‌سازی، و تدابیر پیشرفته امنیتی و مدیریتی را ارائه دهند.

این ویژگی‌ها برای مدیریت نیازهای پیچیده مراکز داده مدرن که به بخش مرکزی زیرساخت IT سازمان‌های بزرگ تبدیل شده‌اند، بسیار حیاتی است. در سال‌های اخیر، سیستم‌های عامل باز (open) محبوبیت بیشتری پیدا کرده‌اند زیرا مزایای زیادی نسبت به سیستم‌های اختصاصی دارند. این سیستم‌ها به مشتریان امکان می‌دهند تا وابستگی‌های سنتی سخت‌افزار و نرم‌افزار که توسط سازندگان ایجاد شده‌اند را از بین ببرند. با پذیرش سیستم‌های باز، سازمان‌ها می‌توانند سیستم عامل‌هایی را انتخاب و سفارشی سازی کنند که بهترین تناسب را با نیازهای خاص شبکه آنها دارند. این انعطاف‌پذیری به سریع‌ترین شکل ممکن امکان یکپارچه سازی عملکردهای ضروری را فراهم می‌کند و شبکه ها را برای نوآوری و تطبیق سریع‌تر آماده می‌سازد.

 

40G Ethernet و مسیر ارتقاء شبکه

در حالی که 100G و بالاتر به عنوان گام بعدی بزرگ برای مراکز داده بسیار بزرگ در نظر گرفته می‌شود، احتمالاً 40G برای همیشه در بازار باقی خواهد ماند. مراکز داده سنتی با سه لایه معماری، نیازهای چگالی کمی دارند و بودجه محدودی دارند، بنابراین می‌توانند به راحتی از 10G به 40G ارتقاء یابند. مسیر ارتقاء شبکه 10G-40G-100G عمدتاً از تجهیزات و سیستم‌های کابل‌کشی 10G که در مراحل اولیه پیاده‌سازی شده‌اند، برای ارتقاء شبکه استفاده می‌کند. در این فرآیند، 40G از طریق چهار کانال موازی 10G و 100G از طریق ده کانال موازی 10G پیاده‌سازی می‌شود. زیرا مسیر ارتقاء شبکه بر اساس پیاده‌سازی کانال تک 10G است، برای استقرار آن به تعداد زیادی هپر فیبر نیاز است که منجر به کابل‌کشی پیچیده‌تر و پرهزینه‌تر می‌شود. به‌علاوه، برای انتقال طولانی مدت، ماژول نوری 40G QSFP+ از فناوری WDM برای یکپارچه‌سازی چهار کانال 10G در یک مسیر استفاده می‌کند. به ویژه برای انتقال طولانی مدت، ماژول نوری QSFP+ مانند ماژول نوری +ER4 QSFP، به دلیل هزینه بالا، انتخاب مسیر ارتقاء شبکه را پرهزینه‌تر می‌کند.

 

مروری بر اترنت 40G

اترنت 40G در سال 2008 توسعه یافت و در سال 2010 بطور رسمی تایید شد. Ethernet 40G از چهار کانال انتقال داده استفاده می‌کند که هر کدام دارای نرخ انتقال حدود 10Gbps هستند و انتقال فریم‌های Ethernet با سرعت 40Gbit/s را با کارایی بالاتر و هزینه مدیریت پایین‌تر ممکن می‌سازد. 40G بر روی دستگاه‌های کوچک و قابل اتصال (QSFP+) اجرا می‌شود و از برنامه‌های کاربردی با پهنای باند بالا، مانند ویدیو درخواستی آنلاین، پشتیبانی می‌کند.

سوئیچ های 40G می‌توانند به عنوان مبدل‌ها یا سوئیچ های برگ (Leaf Switch) در اتاق‌های داده بزرگ و به عنوان سوئیچ های هسته یا لبه در شبکه های سازمانی کوچک و متوسط استفاده شوند.

امروزه، با توسعه سریع Ethernet 40G، بسیاری از شرکت‌های کوچک و متوسط به عنوان راه‌حلی در پیاده‌سازی شبکه به آن روی می‌آورند. اما محصولات 40G همواره با قیمت بالایی مواجه هستند و ظرفیت تجاری محدودی دارند، بنابراین توسعه آینده آنها محدود خواهد بود. علاوه بر این، چون Ethernet 100G از نظر یکنواختی راه‌حل‌های فنی، استانداردهای پیگیری و توسعه زنجیره صنعتی نسبت به Ethernet 40G برتری دارد، بسیاری از اپراتورها از پیاده‌سازی Ethernet 40G صرف‌نظر کرده و بطور مستقیم به سراغ پیاده‌سازی Ethernet 100G می‌روند. با توسعه مداوم فناوری 100G Ethernet، قیمت محصولات 100G به تدریج کاهش خواهد یافت و در آینده نزدیک، قیمت محصولات 100G به سطح محصولات 40G خواهد رسید. در حال حاضر، Ethernet 100G در بازار شبکه های با نرخ بالا سلطنت می‌کند و توسعه Ethernet 40G را به شدت محدود کرده است.