Définition
L’architecture Spine-leaf est donc une topologie de réseau à deux couches, composée de commutateurs « feuilles » (Leaf) et de commutateurs « troncs » (Spine). Cependant, cette topologie Spine-leaf est utilisée pour les réseaux des Datacenter ou Cloud. Elle assure la redondance complète dans le réseau. Les serveurs et le stockage sont donc reliés aux commutateurs Leaf qui, à leur tour, sont connectés aux commutateurs Spine.
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Architecture Spine-leaf
Les commutateurs Leaf forment donc un maillage aboutissant au tronc. Constituant ainsi la couche d’accès qui offre des points de connexion réseau aux serveurs. Les commutateurs Spine présentent une densité de ports élevée et forment le cœur de l’architecture.
Chaque commutateur Leaf d’une architecture Leaf-Spine est connecté à chaque commutateur et forme ce qu’on appelle un Network Fabric. Network Fabric est un terme qui décrit une topologie de réseau dans laquelle les composants se transmettent des données via des commutateurs d’interconnexion. Ainsi, quel que soit le commutateur Leaf auquel un serveur est relié. Il doit passer par le même nombre de périphériques chaque fois qu’il se connecte à un autre serveur. (La seule exception à cette règle est lorsque l’autre serveur se trouve sur la même feuille.) La figure ci-dessous présente l’architecture Spine-Leaf.
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Description
Dans cette architecture à trois niveaux (les niveaux Leaf et Spine nous intéresse ici). Chaque commutateur de niveau inférieur (couche Leaf) est connecté à chacun des commutateurs de niveau supérieur (couche Spine) dans une topologie à maillage complet. La couche Leaf se compose de commutateurs d’accès qui se connectent à des périphériques tels que des serveurs. La couche Spine est l’épine dorsale du réseau et est responsable de l’interconnexion de tous les commutateurs Leaf. Chaque commutateur de Leaf se connecte à chaque commutateur Spine dans le réseau. Le chemin est choisi au hasard afin que la charge (répartition des charges) de trafic soit uniformément répartie entre les commutateurs de niveau supérieur. Si l’un des commutateurs de niveau supérieur venait à échouer. Cela ne dégraderait que légèrement les performances dans tout le Datacenter.
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En cas de surcharge d’un lien (c’est-à-dire si plus de trafic est généré qu’il ne peut être agrégé sur le lien actif à un moment donné), le processus d’extension de la capacité reste simple. Un commutateur Spine supplémentaire peut être ajouté, et les liaisons montantes peuvent être étendues à chaque commutateur Leaf, ce qui entraîne l’ajout d’une bande passante et la réduction des surcharges. Si la capacité du port de périphérique devient un problème, un nouveau commutateur Leaf peut être ajouté en le connectant à chaque commutateur Spine et en ajoutant la configuration réseau au commutateur. La facilité d’expansion optimise le processus de mise à l’échelle du réseau par le service informatique.
Avec une architecture Spine-Leaf, quel que soit le commutateur Leaf auquel un serveur est connecté, son trafic doit toujours traverser le même nombre de périphériques pour atteindre un autre serveur (à moins que l’autre serveur ne se trouve sur la même Leaf). Cette approche maintient la latence à un niveau prévisible car une charge utile monte vers un commutateur Spine et un autre commutateur Leaf pour atteindre sa destination.
Avantages de l’architecture Spine-Leaf
Les avantages du modèle Spine-Leaf sont la latence améliorée, les surcharges réduites et la bande passante étendue.
- Premièrement, Spine-Leaf utilise tous les liens (agrégation des liens) d’interconnexion. Chaque feuille se connecte à toutes les épines sans interconnexions entre les épines elles-mêmes ni les feuilles. Ce qui crée un grand trafic.
- Dans un réseau à trois niveaux, un serveur peut avoir besoin de traverser un chemin hiérarchique via deux commutateurs d’agrégation et un commutateur principal pour communiquer avec un autre commutateur. Ce qui ajoute de la latence et crée des surcharges du trafic.
- Un autre avantage est la facilité d’ajout de matériel et de capacité supplémentaires. Les architectures Spine-Leaf peuvent être de la couche 2 (L2) ou de la couche 3 (L3). Ainsi un commutateur de colonne supplémentaire peut être ajouté et les liaisons montantes peuvent être étendues à chaque commutateur Leaf. Ce qui augmente la bande passante et réduit la surcharge.
