Krypton Solid

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Comparación de la escalabilidad de la arquitectura del servidor del chasis de los proveedores

Comprar un servidor de chasis una vez significaba que estaba comprando un servidor que encajaba en un chasis. Ese ya no es el caso.

Un servidor de chasis compromete a su usuario con la arquitectura física de plug-in de un proveedor de servidores en particular. En los últimos años, los proveedores han ampliado este alcance para incluir la arquitectura de comunicación de red.

La informática de chasis permite a los diseñadores y arquitectos de redes pensar con respecto a cómo los servidores se comunican entre sí y con otros socios de comunicación en la red. Los servidores de chasis actuales de Cisco Systems e IBM / Lenovo vienen incluidos con la arquitectura de red de servidores de cada proveedor. Compre el chasis del servidor y los blades del servidor del proveedor X, y obtendrá la arquitectura de red del proveedor X, le guste o no.

Un servidor hiperdenso tiene dos requisitos de comunicación: comunicación dentro del chasis, con otro sistema en el mismo chasis, o comunicación extra-chasis, con un sistema ubicado en otro chasis.

Los servidores conducen el tráfico norte / sur desde y hacia el chasis a través de un conmutador de la parte superior del bastidor (ToR), que esencialmente funciona como un conmutador de red de área local tradicional, pero da servicio a un bastidor de servidores. Por el contrario, el tráfico este / oeste pasa entre blades de servidor en el mismo chasis.

Las diferencias en las conexiones de red entre proveedores no son triviales. Las elecciones de Cisco e IBM en sus planos arquitectónicos conducen a diferencias dramáticas en el rendimiento teórico de la red durante la vida útil de la arquitectura, así como a diferencias prácticas en el rendimiento de la red de los servidores de chasis de la generación actual.

Todos juntos ahora

Los servidores de chasis de Cisco UCS manejan ambos tipos de tráfico de la misma manera, mientras que IBM trata cada patrón de tráfico de manera diferente.

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La arquitectura de red de conmutadores UCS de Cisco está centrada en conmutadores, lo que no es sorprendente para una empresa que creció en la industria de conmutadores. Como todo lo demás, la arquitectura es política y técnica, y se puede asumir que el grupo de conmutadores de Cisco tiene una gran influencia sobre los diseños.

Cualquier servidor que necesite comunicarse con cualquier sistema asociado a través de la red envía paquetes a través del conmutador ToR. Ya sea que un servidor blade necesite comunicarse con un cliente en todo el mundo, un servidor en otro chasis o un servidor en la ranura adyacente a una pulgada de distancia (hasta 8 por chasis), la información viaja de norte a sur.

Con el diseño Flex System de IBM, el tráfico de red entre un servidor y un socio fuera del chasis (norte / sur) viaja a través de un conmutador ToR, similar a la arquitectura de Cisco. Sin embargo, en Flex Systems, la capacidad de conmutación está integrada en el chasis para el tráfico que se origina y termina en un solo chasis (este / oeste en hasta 14 servidores blade). Para la comunicación dentro del chasis, no hay tráfico que transite por el conmutador ToR.

Desde el estudio de las arquitecturas de servidor de IBM y Cisco en las que se basa este artículo *, Lenovo adquirió la línea de servidores de chasis IBM Flex System.

Arquitectura de servidor escalable

La forma en que un servidor de chasis maneja las comunicaciones de red tiene ramificaciones significativas en el ancho de banda disponible para las aplicaciones y, en última instancia, en el rendimiento del sistema.

IBM encargó a Tolly que evaluara escenarios de VMware vMotion (la migración de una máquina virtual en ejecución de un servidor host físico a otro) en los servidores Cisco UCS y el chasis Flex System de IBM.

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Para comparar la capacidad total de la red con los blades dentro del mismo chasis, las pruebas utilizaron el conmutador de mayor capacidad de Cisco disponible, el conmutador 6296UP ToR, con los módulos Fabric Extender 2208XP FEX de Cisco para comunicarse con el conmutador.

Un solo módulo Cisco 2208 FEX proporciona 80 Gbps de ancho de banda entre la estructura y el conmutador ToR. Un solo chasis puede funcionar con dos módulos FEX como máximo, lo que permite 160 Gbps entre un chasis UCS y el conmutador ToR.

Para comparar la capacidad de red del chasis de IBM, los ingenieros de Tolly cargaron los servidores con software de generación de tráfico que sonó en todos los servidores del mismo chasis. Tolly midió 438 Gbps de tráfico de red (sin carga en el conmutador ToR debido a la arquitectura del chasis). En teoría, el servidor de chasis de IBM ofrece una capacidad máxima 2,7 veces mayor.

Para probar el impacto de las aplicaciones en el mundo real de la arquitectura del servidor del chasis, los ingenieros aumentaron el tráfico en segundo plano y midieron el tiempo necesario para completar una tarea de migración del servidor VMware vMotion. El sistema Flex mostró una finalización más rápida, sin incluir tráfico competitivo.

Cuando el tráfico de fondo aumentó al máximo, modelando lo que una aplicación podría encontrar en un centro de datos ocupado, las diferencias fueron aún más significativas.

Con Cisco, el tráfico de fondo máximo alcanzado hacia y desde el chasis de Cisco UCS fue de 90,3 Gbps; el IBM Flex System manejaba 438 Gbps. Cuando se ejecutó en estos niveles, IBM completó la migración de VMware de nueve máquinas virtuales (un mosaico de vApp) en 39 segundos, mientras que Cisco requirió 99 segundos, aproximadamente 2,5 veces más tiempo.

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Especificando servidores

La arquitectura es importante en el mundo real, así que comprenda los beneficios y las limitaciones de los sistemas que elija para su organización.

Desde la perspectiva de la red, el diseño del chasis de IBM proporciona mucho más ancho de banda (y beneficios de rendimiento demostrables) para el tráfico que se mueve entre blades de colocación. Si las aplicaciones exigen un rendimiento de red dentro del chasis, la elección es clara.

La red fuera del chasis de IBM es la misma que la de Cisco, en el sentido de que el tráfico también pasa a través del conmutador ToR.

Por supuesto, existen otras razones para elegir un proveedor sobre otro que no están relacionadas con la escalabilidad de la red. Si está ejecutando un centro de datos donde los límites de ancho de banda de los servidores del chasis no están estresados, entonces los beneficios potenciales pueden ser de menor importancia que la optimización del proveedor u otros factores. Por ejemplo, las transacciones de comercio electrónico suelen tener bajas demandas de ancho de banda. En una tienda 100% Cisco que ejecuta este tipo de aplicación, las limitaciones de ancho de banda son triviales en comparación con los costos de capacitación o licencias.

Sobre el Autor:
Kevin Tolly es fundador de El grupo Tolly, que proporciona servicios de validación / prueba de terceros. Tolly también es el fundador y director ejecutivo de Tolly Research, que brinda servicios de investigación a proveedores de TI y empresas de usuarios finales.

* Este artículo se basa en un estudio, IBM Flex System Network Architecture: VM Migration and Aggregate Network Performance versus Cisco UCS, que IBM encargó a The Tolly Group. Ver Tolly documento 214104 para detalles.

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