ক্লাউড পরিষেবার চাহিদা মেটাতে, নেটওয়ার্ক ক্রমান্বয়ে আন্ডারলে এবং ওভারলে-তে বিভক্ত হচ্ছে। আন্ডারলে নেটওয়ার্ক হলো প্রচলিত ডেটা সেন্টারের রাউটিং এবং সুইচিং-এর মতো ভৌত সরঞ্জাম, যা স্থিতিশীলতার ধারণায় বিশ্বাসী এবং নির্ভরযোগ্য নেটওয়ার্ক ডেটা ট্রান্সমিশন ক্ষমতা প্রদান করে। ওভারলে হলো এর উপর এনক্যাপসুলেটেড বিজনেস নেটওয়ার্ক, যা পরিষেবার আরও কাছাকাছি থাকে এবং VXLAN বা GRE প্রোটোকলের মাধ্যমে এনক্যাপসুলেশন করে ব্যবহারকারীদের জন্য সহজে ব্যবহারযোগ্য নেটওয়ার্ক পরিষেবা প্রদান করে। আন্ডারলে নেটওয়ার্ক এবং ওভারলে নেটওয়ার্ক পরস্পর সম্পর্কিত এবং বিচ্ছিন্ন, এবং তারা একে অপরের সাথে সম্পর্কযুক্ত হলেও স্বাধীনভাবে বিকশিত হতে পারে।
আন্ডারলে নেটওয়ার্ক হলো নেটওয়ার্কের ভিত্তি। যদি আন্ডারলে নেটওয়ার্ক অস্থিতিশীল হয়, তবে ব্যবসার জন্য কোনো SLA (সার্ভিস লেভেল এগ্রিমেন্ট) থাকে না। থ্রি-লেয়ার নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার এবং ফ্যাট-ট্রি নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারের পর, ডেটা সেন্টার নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার এখন স্পাইন-লিফ আর্কিটেকচারের দিকে পরিবর্তিত হচ্ছে, যা CLOS নেটওয়ার্ক মডেলের তৃতীয় প্রয়োগের সূচনা করেছে।
ঐতিহ্যবাহী ডেটা সেন্টার নেটওয়ার্ক স্থাপত্য
তিন স্তরের নকশা
২০০৪ থেকে ২০০৭ সাল পর্যন্ত ডেটা সেন্টারগুলোতে থ্রি-টিয়ার নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার খুব জনপ্রিয় ছিল। এর তিনটি স্তর রয়েছে: কোর লেয়ার (নেটওয়ার্কের উচ্চ-গতির সুইচিং ব্যাকবোন), অ্যাগ্রিগেশন লেয়ার (যা পলিসি-ভিত্তিক কানেক্টিভিটি প্রদান করে), এবং অ্যাক্সেস লেয়ার (যা ওয়ার্কস্টেশনগুলোকে নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত করে)। মডেলটি নিম্নরূপ:
ত্রি-স্তরীয় নেটওয়ার্ক স্থাপত্য
কোর লেয়ার: কোর সুইচগুলো ডেটা সেন্টারের ভেতরে ও বাইরে দ্রুতগতিতে প্যাকেট ফরওয়ার্ডিং, একাধিক অ্যাগ্রিগেশন লেয়ারের সাথে সংযোগ এবং একটি স্থিতিস্থাপক L3 রাউটিং নেটওয়ার্ক প্রদান করে, যা সাধারণত সমগ্র নেটওয়ার্ককে পরিষেবা দেয়।
অ্যাগ্রিগেশন লেয়ার: অ্যাগ্রিগেশন সুইচটি অ্যাক্সেস সুইচের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং ফায়ারওয়াল, এসএসএল অফলোড, অনুপ্রবেশ শনাক্তকরণ, নেটওয়ার্ক বিশ্লেষণ ইত্যাদির মতো অন্যান্য পরিষেবা প্রদান করে।
অ্যাক্সেস লেয়ার: অ্যাক্সেস সুইচগুলো সাধারণত র্যাকের শীর্ষে থাকে, তাই এগুলোকে ToR (টপ অফ র্যাক) সুইচও বলা হয় এবং এগুলো সার্ভারগুলোর সাথে ভৌতভাবে সংযুক্ত থাকে।
সাধারণত, অ্যাগ্রিগেশন সুইচ হলো L2 এবং L3 নেটওয়ার্কের বিভাজন বিন্দু: L2 নেটওয়ার্কটি অ্যাগ্রিগেশন সুইচের নিচে এবং L3 নেটওয়ার্কটি উপরে থাকে। অ্যাগ্রিগেশন সুইচের প্রতিটি গ্রুপ একটি পয়েন্ট অফ ডেলিভারি (POD) পরিচালনা করে এবং প্রতিটি POD হলো একটি স্বাধীন VLAN নেটওয়ার্ক।
নেটওয়ার্ক লুপ এবং স্প্যানিং ট্রি প্রোটোকল
অস্পষ্ট গন্তব্য পথের কারণে সৃষ্ট বিভ্রান্তির ফলেই মূলত লুপ তৈরি হয়। ব্যবহারকারীরা যখন নেটওয়ার্ক তৈরি করেন, নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার জন্য তারা সাধারণত রিডানড্যান্ট ডিভাইস এবং রিডানড্যান্ট লিঙ্ক ব্যবহার করেন, যার ফলে অনিবার্যভাবে লুপ তৈরি হয়। লেয়ার ২ নেটওয়ার্ক একই ব্রডকাস্ট ডোমেইনে থাকে এবং ব্রডকাস্ট প্যাকেটগুলো লুপের মধ্যে বারবার প্রেরিত হয়ে ব্রডকাস্ট স্টর্ম তৈরি করে, যা মুহূর্তের মধ্যে পোর্ট ব্লকেজ এবং সরঞ্জাম অচল করে দিতে পারে। তাই, ব্রডকাস্ট স্টর্ম প্রতিরোধ করার জন্য লুপ তৈরি হওয়া রোধ করা প্রয়োজন।
লুপ তৈরি হওয়া রোধ করতে এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করতে, শুধুমাত্র রিডান্ড্যান্ট ডিভাইস এবং রিডান্ড্যান্ট লিঙ্কগুলোকে ব্যাকআপ ডিভাইস এবং ব্যাকআপ লিঙ্কে পরিণত করাই সম্ভব। অর্থাৎ, রিডান্ড্যান্ট ডিভাইসের পোর্ট এবং লিঙ্কগুলো স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে ব্লক করা থাকে এবং ডেটা প্যাকেট ফরওয়ার্ডিং-এ অংশ নেয় না। শুধুমাত্র যখন বর্তমান ফরওয়ার্ডিং ডিভাইস, পোর্ট বা লিঙ্ক বিকল হয়ে নেটওয়ার্কে যানজটের সৃষ্টি হয়, তখনই রিডান্ড্যান্ট ডিভাইসের পোর্ট এবং লিঙ্কগুলো খুলে দেওয়া হয়, যাতে নেটওয়ার্ক স্বাভাবিক অবস্থায় ফিরে আসতে পারে। এই স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ স্প্যানিং ট্রি প্রোটোকল (STP) দ্বারা বাস্তবায়িত হয়।
স্প্যানিং ট্রি প্রোটোকল অ্যাক্সেস লেয়ার এবং সিঙ্ক লেয়ারের মধ্যে কাজ করে। এর মূলে রয়েছে প্রতিটি STP-সক্ষম ব্রিজে চলমান একটি স্প্যানিং ট্রি অ্যালগরিদম, যা রিডানড্যান্ট পাথের উপস্থিতিতে ব্রিজিং লুপ এড়ানোর জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা হয়েছে। STP মেসেজ ফরওয়ার্ড করার জন্য সেরা ডেটা পাথটি নির্বাচন করে এবং যে লিঙ্কগুলো স্প্যানিং ট্রির অংশ নয়, সেগুলোকে নিষ্ক্রিয় করে দেয়। ফলে যেকোনো দুটি নেটওয়ার্ক নোডের মধ্যে কেবল একটি সক্রিয় পাথ অবশিষ্ট থাকে এবং অন্য আপলিঙ্কটি ব্লক হয়ে যায়।
STP-এর অনেক সুবিধা রয়েছে: এটি সহজ, প্লাগ-এন্ড-প্লে এবং এর জন্য খুব কম কনফিগারেশনের প্রয়োজন হয়। প্রতিটি পডের ভেতরের মেশিনগুলো একই VLAN-এর অন্তর্ভুক্ত থাকে, ফলে সার্ভারটি আইপি অ্যাড্রেস এবং গেটওয়ে পরিবর্তন না করেই পডের মধ্যে ইচ্ছামতো তার অবস্থান পরিবর্তন করতে পারে।
তবে, STP দ্বারা প্যারালাল ফরওয়ার্ডিং পাথ ব্যবহার করা যায় না, যা VLAN-এর মধ্যেকার রিডান্ড্যান্ট পাথগুলোকে সর্বদা নিষ্ক্রিয় করে দেবে। STP-এর অসুবিধাগুলো হলো:
১. টপোলজির ধীর অভিসরণ। যখন নেটওয়ার্ক টপোলজি পরিবর্তিত হয়, তখন স্প্যানিং ট্রি প্রোটোকলের টপোলজি অভিসরণ সম্পন্ন করতে ৫০-৫২ সেকেন্ড সময় লাগে।
২. লোড ব্যালান্সিং-এর সুবিধা দিতে পারে না। যখন নেটওয়ার্কে কোনো লুপ তৈরি হয়, তখন স্প্যানিং ট্রি প্রোটোকল কেবল লুপটিকে ব্লক করতে পারে, ফলে লিঙ্কটি ডেটা প্যাকেট ফরওয়ার্ড করতে পারে না এবং নেটওয়ার্ক রিসোর্স নষ্ট হয়।
ভার্চুয়ালাইজেশন এবং পূর্ব-পশ্চিম ট্র্যাফিকের চ্যালেঞ্জ
২০১০ সালের পর, কম্পিউটিং এবং স্টোরেজ রিসোর্সের ব্যবহার উন্নত করার লক্ষ্যে, ডেটা সেন্টারগুলো ভার্চুয়ালাইজেশন প্রযুক্তি গ্রহণ করতে শুরু করে এবং নেটওয়ার্কে বিপুল সংখ্যক ভার্চুয়াল মেশিনের আবির্ভাব ঘটে। ভার্চুয়াল প্রযুক্তি একটি সার্ভারকে একাধিক লজিক্যাল সার্ভারে রূপান্তরিত করে। প্রতিটি ভিএম স্বাধীনভাবে চলতে পারে, যার নিজস্ব ওএস (OS), অ্যাপ (APP), নিজস্ব স্বাধীন ম্যাক অ্যাড্রেস (MAC address) এবং আইপি অ্যাড্রেস (IP address) থাকে এবং এগুলো সার্ভারের ভেতরের ভার্চুয়াল সুইচ (vSwitch)-এর মাধ্যমে বাহ্যিক সত্তার সাথে সংযুক্ত হয়।
ভার্চুয়ালাইজেশনের একটি সহায়ক আবশ্যকতা রয়েছে: ভার্চুয়াল মেশিনের লাইভ মাইগ্রেশন, অর্থাৎ ভার্চুয়াল মেশিনগুলোতে থাকা পরিষেবাগুলোর স্বাভাবিক কার্যক্রম বজায় রেখে একটি ভার্চুয়াল মেশিন সিস্টেমকে এক ফিজিক্যাল সার্ভার থেকে অন্যটিতে স্থানান্তর করার ক্ষমতা। এই প্রক্রিয়াটি সাধারণ ব্যবহারকারীদের জন্য সংবেদনশীল নয়; অ্যাডমিনিস্ট্রেটররা ব্যবহারকারীদের স্বাভাবিক ব্যবহারে কোনো প্রভাব না ফেলেই নমনীয়ভাবে সার্ভার রিসোর্স বরাদ্দ করতে পারেন, অথবা ফিজিক্যাল সার্ভার মেরামত ও আপগ্রেড করতে পারেন।
মাইগ্রেশনের সময় পরিষেবা যাতে ব্যাহত না হয়, তা নিশ্চিত করার জন্য ভার্চুয়াল মেশিনের আইপি অ্যাড্রেস অপরিবর্তিত রাখার পাশাপাশি এর চলমান অবস্থাও (যেমন টিসিপি সেশন স্টেট) বজায় রাখা প্রয়োজন। তাই ভার্চুয়াল মেশিনের ডাইনামিক মাইগ্রেশন শুধুমাত্র একই লেয়ার ২ ডোমেইনের মধ্যেই করা যায়, কিন্তু লেয়ার ২ ডোমেইনের বাইরে করা যায় না। এর ফলে অ্যাক্সেস লেয়ার থেকে কোর লেয়ার পর্যন্ত বৃহত্তর L2 ডোমেইনের প্রয়োজন হয়।
প্রচলিত বৃহৎ লেয়ার ২ নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারে L2 এবং L3-এর বিভাজন বিন্দু হলো কোর সুইচ, এবং কোর সুইচের নিচের ডেটা সেন্টারটি একটি সম্পূর্ণ ব্রডকাস্ট ডোমেইন, অর্থাৎ L2 নেটওয়ার্ক। এইভাবে, ডিভাইস স্থাপন এবং স্থান পরিবর্তনের ক্ষেত্রে যথেচ্ছতা আনা সম্ভব হয় এবং এর জন্য আইপি ও গেটওয়ের কনফিগারেশন পরিবর্তন করার প্রয়োজন হয় না। বিভিন্ন L2 নেটওয়ার্ক (VLan) কোর সুইচের মাধ্যমে রাউট করা হয়। তবে, এই আর্কিটেকচারের অধীনে কোর সুইচকে একটি বিশাল MAC এবং ARP টেবিল রক্ষণাবেক্ষণ করতে হয়, যা কোর সুইচের ক্ষমতার উপর উচ্চ চাহিদা তৈরি করে। এছাড়াও, অ্যাক্সেস সুইচ (TOR) পুরো নেটওয়ার্কের পরিধিকে সীমিত করে। এই বিষয়গুলো শেষ পর্যন্ত নেটওয়ার্কের পরিধি, সম্প্রসারণ ক্ষমতা এবং স্থিতিস্থাপক ক্ষমতাকে সীমিত করে এবং তিনটি লেয়ার জুড়ে শিডিউলিংয়ের বিলম্বের সমস্যা ভবিষ্যতের ব্যবসায়িক চাহিদা মেটাতে পারে না।
অন্যদিকে, ভার্চুয়ালাইজেশন প্রযুক্তির কারণে সৃষ্ট পূর্ব-পশ্চিম ট্র্যাফিকও প্রচলিত ত্রি-স্তরীয় নেটওয়ার্কের জন্য চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। ডেটা সেন্টার ট্র্যাফিককে প্রধানত নিম্নলিখিত বিভাগগুলিতে ভাগ করা যায়:
উত্তর-দক্ষিণ যান চলাচল:ডেটা সেন্টারের বাইরের ক্লায়েন্ট এবং ডেটা সেন্টার সার্ভারের মধ্যে ট্র্যাফিক, অথবা ডেটা সেন্টার সার্ভার থেকে ইন্টারনেটে ট্র্যাফিক।
পূর্ব-পশ্চিম যান চলাচল:একটি ডেটা সেন্টারের মধ্যে সার্ভারগুলোর মধ্যকার ট্র্যাফিক, সেইসাথে বিভিন্ন ডেটা সেন্টারের মধ্যকার ট্র্যাফিক, যেমন ডেটা সেন্টারগুলোর মধ্যে দুর্যোগ পুনরুদ্ধার এবং প্রাইভেট ও পাবলিক ক্লাউডের মধ্যে যোগাযোগ।
ভার্চুয়ালাইজেশন প্রযুক্তির প্রবর্তনের ফলে অ্যাপ্লিকেশন স্থাপন ক্রমশ আরও বেশি বিকেন্দ্রীভূত হচ্ছে, এবং এর "পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া" হলো পূর্ব-পশ্চিম ট্র্যাফিক বৃদ্ধি পাচ্ছে।
ঐতিহ্যবাহী তিন-স্তরীয় স্থাপত্য সাধারণত উত্তর-দক্ষিণমুখী যান চলাচলের জন্য নকশা করা হয়।যদিও এটি পূর্ব-পশ্চিম যান চলাচলের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে শেষ পর্যন্ত এটি প্রয়োজন অনুযায়ী কাজ করতে ব্যর্থ হতে পারে।
ঐতিহ্যবাহী ত্রি-স্তরীয় স্থাপত্য বনাম স্পাইন-লিফ স্থাপত্য
একটি ত্রি-স্তরীয় আর্কিটেকচারে, পূর্ব-পশ্চিম ট্র্যাফিককে অবশ্যই অ্যাগ্রিগেশন এবং কোর স্তরের ডিভাইসগুলির মধ্য দিয়ে ফরোয়ার্ড করতে হয়। যা অপ্রয়োজনীয়ভাবে অনেকগুলো নোডের মধ্যে দিয়ে যায়। (সার্ভার -> অ্যাক্সেস -> অ্যাগ্রিগেশন -> কোর সুইচ -> অ্যাগ্রিগেশন -> অ্যাক্সেস সুইচ -> সার্ভার)
সুতরাং, যদি একটি প্রচলিত থ্রি-টিয়ার নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারের মধ্য দিয়ে বিপুল পরিমাণ ইস্ট-ওয়েস্ট ট্র্যাফিক চালানো হয়, তাহলে একই সুইচ পোর্টে সংযুক্ত ডিভাইসগুলো ব্যান্ডউইথের জন্য প্রতিযোগিতা করতে পারে, যার ফলে প্রান্তিক ব্যবহারকারীরা খারাপ রেসপন্স টাইম পেয়ে থাকেন।
ঐতিহ্যবাহী তিন-স্তর নেটওয়ার্ক স্থাপত্যের অসুবিধাগুলি
দেখা যায় যে, প্রচলিত ত্রি-স্তরীয় নেটওয়ার্ক স্থাপত্যের অনেক সীমাবদ্ধতা রয়েছে:
ব্যান্ডউইথের অপচয়:লুপিং প্রতিরোধ করার জন্য, সাধারণত অ্যাগ্রিগেশন লেয়ার এবং অ্যাক্সেস লেয়ারের মধ্যে STP প্রোটোকল চালানো হয়, যার ফলে অ্যাক্সেস সুইচের শুধুমাত্র একটি আপলিঙ্কই প্রকৃতপক্ষে ট্র্যাফিক বহন করে এবং অন্য আপলিঙ্কগুলো ব্লক হয়ে যায়, যার ফলে ব্যান্ডউইথের অপচয় হয়।
বৃহৎ পরিসরে নেটওয়ার্ক স্থাপনে অসুবিধা:নেটওয়ার্কের পরিধি বিস্তারের সাথে সাথে ডেটা সেন্টারগুলো বিভিন্ন ভৌগোলিক অবস্থানে ছড়িয়ে পড়েছে, ভার্চুয়াল মেশিনগুলোকে যেকোনো জায়গায় তৈরি ও স্থানান্তর করতে হয় এবং তাদের আইপি অ্যাড্রেস ও গেটওয়ের মতো নেটওয়ার্ক বৈশিষ্ট্যগুলো অপরিবর্তিত থাকে, যার জন্য ফ্যাট লেয়ার ২-এর সমর্থন প্রয়োজন। প্রচলিত কাঠামোতে কোনো স্থানান্তর করা সম্ভব হয় না।
পূর্ব-পশ্চিম যান চলাচলের অভাব:ত্রি-স্তরীয় নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারটি মূলত উত্তর-দক্ষিণ ট্র্যাফিকের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যদিও এটি পূর্ব-পশ্চিম ট্র্যাফিকও সমর্থন করে, কিন্তু এর সীমাবদ্ধতাগুলো সুস্পষ্ট। যখন পূর্ব-পশ্চিম ট্র্যাফিক বেশি হয়, তখন অ্যাগ্রিগেশন লেয়ার এবং কোর লেয়ার সুইচগুলোর উপর চাপ ব্যাপকভাবে বেড়ে যায় এবং নেটওয়ার্কের আকার ও কার্যক্ষমতা অ্যাগ্রিগেশন লেয়ার এবং কোর লেয়ারের মধ্যেই সীমাবদ্ধ হয়ে পড়ে।
এর ফলে প্রতিষ্ঠানগুলো ব্যয় ও সম্প্রসারণযোগ্যতার উভয় সংকটে পড়ে:বৃহৎ পরিসরের উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন নেটওয়ার্ক সমর্থন করার জন্য প্রচুর সংখ্যক কনভারজেন্স লেয়ার এবং কোর লেয়ার সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়, যা কেবল প্রতিষ্ঠানগুলোর জন্য উচ্চ ব্যয়ই বয়ে আনে না, বরং নেটওয়ার্ক নির্মাণের সময় এর জন্য পূর্ব-পরিকল্পনারও প্রয়োজন হয়। যখন নেটওয়ার্কের পরিসর ছোট থাকে, তখন এটি সম্পদের অপচয় ঘটায়, এবং যখন নেটওয়ার্কের পরিসর ক্রমাগত বাড়তে থাকে, তখন এর সম্প্রসারণ কঠিন হয়ে পড়ে।
স্পাইন-লিফ নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার
স্পাইন-লিফ নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার বলতে কী বোঝায়?
উপরোক্ত সমস্যাগুলোর জবাবে,স্পাইন-লিফ নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার নামে একটি নতুন ডেটা সেন্টার ডিজাইন আবির্ভূত হয়েছে, যাকে আমরা লিফ রিজ নেটওয়ার্ক বলে থাকি।
নাম থেকেই বোঝা যায়, এই আর্কিটেকচারে একটি স্পাইন লেয়ার এবং একটি লিফ লেয়ার রয়েছে, যার মধ্যে স্পাইন সুইচ এবং লিফ সুইচ অন্তর্ভুক্ত।
মেরুদণ্ড-পাতার স্থাপত্য
প্রতিটি লিফ সুইচ সমস্ত রিজ সুইচের সাথে সংযুক্ত থাকে, যেগুলো একে অপরের সাথে সরাসরি সংযুক্ত নয়, এবং এর মাধ্যমে একটি ফুল-মেশ টপোলজি গঠিত হয়।
স্পাইন-অ্যান্ড-লিফ সিস্টেমে, একটি সার্ভার থেকে অন্য সার্ভারে সংযোগ স্থাপনের জন্য একই সংখ্যক ডিভাইসের মধ্য দিয়ে যেতে হয় (সার্ভার -> লিফ -> স্পাইন সুইচ -> লিফ সুইচ -> সার্ভার), যা একটি অনুমানযোগ্য ল্যাটেন্সি নিশ্চিত করে। কারণ একটি প্যাকেটকে গন্তব্যে পৌঁছানোর জন্য শুধুমাত্র একটি স্পাইন এবং আরেকটি লিফের মধ্য দিয়ে যেতে হয়।
স্পাইন-লিফ কীভাবে কাজ করে?
লিফ সুইচ: এটি প্রচলিত থ্রি-টিয়ার আর্কিটেকচারের অ্যাক্সেস সুইচের সমতুল্য এবং TOR (টপ অফ র্যাক) হিসেবে সরাসরি ফিজিক্যাল সার্ভারের সাথে সংযুক্ত থাকে। অ্যাক্সেস সুইচের সাথে এর পার্থক্য হলো, L2/L3 নেটওয়ার্কের বিভাজন বিন্দুটি এখন লিফ সুইচে থাকে। লিফ সুইচটি ৩-স্তরীয় নেটওয়ার্কের উপরে এবং স্বাধীন L2 ব্রডকাস্ট ডোমেইনের নিচে থাকে, যা বড় ২-স্তরীয় নেটওয়ার্কের BUM সমস্যার সমাধান করে। যদি দুটি লিফ সার্ভারের মধ্যে যোগাযোগের প্রয়োজন হয়, তবে তাদের L3 রাউটিং ব্যবহার করতে হয় এবং তা একটি স্পাইন সুইচের মাধ্যমে ফরওয়ার্ড করতে হয়।
স্পাইন সুইচ: এটি একটি কোর সুইচের সমতুল্য। স্পাইন এবং লিফ সুইচের মধ্যে একাধিক পথ গতিশীলভাবে নির্বাচন করার জন্য ECMP (ইকুয়াল কস্ট মাল্টি পাথ) ব্যবহার করা হয়। পার্থক্য হলো, স্পাইন এখন লিফ সুইচের জন্য কেবল একটি স্থিতিস্থাপক L3 রাউটিং নেটওয়ার্ক সরবরাহ করে, ফলে ডেটা সেন্টারের উত্তর-দক্ষিণ ট্র্যাফিক সরাসরি রাউট না করে স্পাইন সুইচ থেকে রাউট করা যায়। উত্তর-দক্ষিণ ট্র্যাফিক লিফ সুইচের সমান্তরালে থাকা এজ সুইচ থেকে WAN রাউটারে রাউট করা যেতে পারে।
স্পাইন/লিফ নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার এবং প্রচলিত তিন-স্তরীয় নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারের মধ্যে তুলনা
স্পাইন-লিফের সুবিধা
সমতল:ফ্ল্যাট ডিজাইন সার্ভারগুলোর মধ্যে যোগাযোগের পথ সংক্ষিপ্ত করে, ফলে ল্যাটেন্সি কমে আসে, যা অ্যাপ্লিকেশন ও সার্ভিসের পারফরম্যান্স উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।
ভালো পরিমাপযোগ্যতা:যখন ব্যান্ডউইথ অপর্যাপ্ত হয়, তখন রিজ সুইচের সংখ্যা বাড়িয়ে ব্যান্ডউইথকে আনুভূমিকভাবে প্রসারিত করা যায়। সার্ভারের সংখ্যা বাড়লে, পোর্ট ডেনসিটি অপর্যাপ্ত হলে আমরা লিফ সুইচ যোগ করতে পারি।
ব্যয় হ্রাস: লিফ নোড অথবা রিজ নোড থেকে নির্গত উত্তরমুখী ও দক্ষিণমুখী ট্র্যাফিক। পূর্ব-পশ্চিম প্রবাহ, যা একাধিক পথে বণ্টিত। এইভাবে, লিফ ও রিজ নেটওয়ার্ক ব্যয়বহুল মডিউলার সুইচের প্রয়োজন ছাড়াই নির্দিষ্ট কনফিগারেশনের সুইচ ব্যবহার করতে পারে এবং এর ফলে ব্যয় হ্রাস করতে পারে।
স্বল্প বিলম্ব এবং যানজট পরিহার:একটি লিফ রিজ নেটওয়ার্কে ডেটা প্রবাহে উৎস এবং গন্তব্য নির্বিশেষে নেটওয়ার্ক জুড়ে একই সংখ্যক হপ থাকে এবং যেকোনো দুটি সার্ভার লিফ -> স্পাইন -> লিফ এই তিন-হপ দূরত্বে একে অপরের কাছে পৌঁছাতে পারে। এটি একটি আরও সরাসরি ট্র্যাফিক পথ তৈরি করে, যা পারফরম্যান্স উন্নত করে এবং প্রতিবন্ধকতা হ্রাস করে।
উচ্চ নিরাপত্তা ও প্রাপ্যতা:প্রচলিত থ্রি-টিয়ার নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারে STP প্রোটোকল ব্যবহৃত হয়, এবং যখন কোনো ডিভাইস বিকল হয়, তখন এটি রিকনভার্জ করে, যা নেটওয়ার্কের পারফরম্যান্সকে প্রভাবিত করে বা এমনকি ডিভাইসটিকেও বিকল করে দেয়। লিফ-রিজ আর্কিটেকচারে, যখন কোনো ডিভাইস বিকল হয়, তখন রিকনভার্জ করার কোনো প্রয়োজন হয় না এবং ট্র্যাফিক অন্যান্য স্বাভাবিক পথ দিয়ে চলাচল করতে থাকে। এতে নেটওয়ার্ক কানেক্টিভিটি প্রভাবিত হয় না এবং ব্যান্ডউইথ কেবল একটি পথের জন্য কমে যায়, যার ফলে পারফরম্যান্সের ওপর সামান্যই প্রভাব পড়ে।
ECMP-এর মাধ্যমে লোড ব্যালান্সিং এমন পরিবেশের জন্য বিশেষভাবে উপযোগী যেখানে SDN-এর মতো কেন্দ্রীভূত নেটওয়ার্ক ম্যানেজমেন্ট প্ল্যাটফর্ম ব্যবহৃত হয়। কোনো প্রতিবন্ধকতা বা লিঙ্ক ব্যর্থতার ক্ষেত্রে SDN ট্র্যাফিকের কনফিগারেশন, ম্যানেজমেন্ট এবং রিরাউটিং সহজ করে তোলে, যার ফলে ইন্টেলিজেন্ট লোড ব্যালান্সিং ফুল মেশ টপোলজি কনফিগার এবং ম্যানেজ করার একটি তুলনামূলকভাবে সহজ উপায় হয়ে ওঠে।
তবে, স্পাইন-লিফ আর্কিটেকচারের কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে:
একটি অসুবিধা হলো, সুইচের সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে নেটওয়ার্কের আকারও বৃদ্ধি পায়। লিফ-রিজ নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচারের ডেটা সেন্টারে ক্লায়েন্টের সংখ্যার অনুপাতে সুইচ এবং নেটওয়ার্ক সরঞ্জাম বাড়াতে হয়। হোস্টের সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে রিজ সুইচে আপলিঙ্ক করার জন্য বিপুল সংখ্যক লিফ সুইচের প্রয়োজন হয়।
রিজ এবং লিফ সুইচের সরাসরি আন্তঃসংযোগের জন্য সামঞ্জস্য বিধানের প্রয়োজন হয় এবং সাধারণত, লিফ ও রিজ সুইচের মধ্যে যুক্তিসঙ্গত ব্যান্ডউইথ অনুপাত ৩:১ অতিক্রম করতে পারে না।
উদাহরণস্বরূপ, লিফ সুইচে 48টি 10Gbps রেটের ক্লায়েন্ট আছে, যার মোট পোর্ট ক্যাপাসিটি 480Gb/s। যদি প্রতিটি লিফ সুইচের চারটি 40G আপলিঙ্ক পোর্ট 40G রিজ সুইচের সাথে সংযুক্ত করা হয়, তবে এর আপলিঙ্ক ক্যাপাসিটি হবে 160Gb/s। অনুপাতটি হলো 480:160, বা 3:1। ডেটা সেন্টারের আপলিঙ্কগুলো সাধারণত 40G বা 100G হয় এবং সময়ের সাথে সাথে 40G (Nx 40G) থেকে 100G (Nx 100G)-তে মাইগ্রেট করা যেতে পারে। এটি মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে, পোর্ট লিঙ্ক যাতে ব্লক না হয়, সেজন্য আপলিঙ্ককে সর্বদা ডাউনলিঙ্কের চেয়ে দ্রুত গতিতে চলতে হবে।
স্পাইন-লিফ নেটওয়ার্কের ক্ষেত্রেও সুস্পষ্ট ওয়্যারিংয়ের প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। যেহেতু প্রতিটি লিফ নোডকে প্রতিটি স্পাইন সুইচের সাথে সংযুক্ত করতে হয়, তাই আমাদের আরও বেশি কপার বা ফাইবার অপটিক ক্যাবল স্থাপন করতে হয়। ইন্টারকানেক্টের দূরত্ব খরচ বাড়িয়ে দেয়। আন্তঃসংযুক্ত সুইচগুলোর মধ্যকার দূরত্বের ওপর নির্ভর করে, স্পাইন-লিফ আর্কিটেকচারের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চমানের অপটিক্যাল মডিউলের সংখ্যা প্রচলিত থ্রি-টিয়ার আর্কিটেকচারের তুলনায় কয়েকগুণ বেশি, যা সামগ্রিক স্থাপন খরচ বাড়িয়ে দেয়। তবে, এর ফলে অপটিক্যাল মডিউলের বাজার প্রসারিত হয়েছে, বিশেষ করে ১০০জি এবং ৪০০জি-এর মতো উচ্চ গতির অপটিক্যাল মডিউলের ক্ষেত্রে।
পোস্ট করার সময়: ২৬-জানুয়ারি-২০২৬
