Mit diesem Blog wollen wir nochmal die

„ReDop-Netzwerke“ im Detail vorstellen.

Was heißt überhaupt „ReDop“? 

Es steht für die Abkürzung „Redundanzoptimierung“ und beschreibt die Möglichkeit, durch geschickte Schaltungen von Multikanal-Transceivern, eine hohe Ausfallsicherheit für das Netzwerk zu garantieren.

Wofür braucht man „ReDop“? 

In der aktuellen Vorschrift, der EN 50600, ist für neu zu errichtende Rechenzentren eine gewisse Redundanz vorgeschrieben. Der wichtigste Aspekt hierbei ist, die sogenannte Ausfallsicherheit des Datacenters zu garantieren.

Also geht es um Redundanz, was bedeutet das jetzt genau?

Die Redundanz gewährleistet in den sogenannten hyperkonvergenten Spine-Leaf-Architekturen eine beliebige Skalierung der Datengeschwindigkeit ohne signifikante Beeinträchtigung der Performance oder Latenzen. Insbesondere für hochkomplexe Infrastrukturen mit einer Höchstverfügbarkeit von 99,999% (VK4) bedeutet die physikalische Redundanz beste Voraussetzungen für Performance und Ausfallsicherheit. Immerhin entspricht die Höchstverfügbarkeitsklasse 4 einer max. Ausfallzeit von ≤ 5,26 Minuten pro Jahr im Rechenzentrum.

Gehen wir also weiter ins Detail.

In einer Spine-Leaf-Architektur müssen alle Switche miteinander verbunden werden. Hieraus entsteht dann eine große Anzahl an Verbindungen. Das folgende Beispiel in Abbildung 1 stellt die Situation einmal dar. Zwei Spine-Switche (S=2) sind mit vier Leaf-Switchen (L=4) verbunden. Die resultierende Anzahl an Verbindungen kann somit leicht mit S x L = 8 berechnet werden.

Abbildung 1: Die 2x4 Spine-Leaf-Architektur mit S=2 Spine- und L=4 Leaf Switchen.

Im Falle einer hyperkonvergenten Struktur (Hochverfügbarkeit (VK3) 99,99%) sollen die aktiven Komponenten immer redundant ausgelegt werden, d.h. alle Verbindungen müssen verdoppelt werden. In der Abbildung 2 ist dies dargestellt. Fällt ein QSFP-Transceiver aus, bleibt die zugesicherte Mindestbandbreite (40/100/400 Gb/s) erhalten, ohne über einen anderen Spine-Switch geroutet werden zu müssen.

Abbildung 2: Eine voll redundante 2x4  Spine-Leaf-Architektur mit jeweils zwei physikalischen Verbindungen zwischen Leaf und Spine Ebene zur Erzeugung einer hyperkonvergenten Infrastruktur. Der QSFP-Transceiver S1.2 fällt hier aus.

Die nun berechnete Anzahl der erforderlichen Transceiver berechnet sich aufgrund der Dopplung zu S x L x 2 = 2 x 2 x 2 = 16. Im ReDop-Netzwerk reduziert sich die erforderliche Anzahl der Verbindungen durch die Nutzung des sogenannten Splitmodus der QSFP-Transceiver. Hier werden die vier Kanäle des Transceivers so aufgeteilt, dass mit einem 400 Gb/s Transceiver mehrere vollredundante100 Gb/s Verbindungen realisiert werden können. In der Abbildung 3 ist das Schema dargestellt. Durch das Aufteilen der QSFP-Kanäle (Splitmodus) ist eine Verteilung der Bandbreite möglich, die den Ausfall eines Tranceivers besser kompensiert. Es sind also pro Leaf Switch nur drei anstatt vier Transceiver erforderlich um die 100 Gb/s zwischen S1 und L1 zu erreichen. Somit insgesamt nur 12 anstatt 16 QSFP.

Abbildung 3: ReDop-Netzstruktur mit gesplitteten QSFP-Kanälen und einer um 25% reduzierten Anzahl von Transceivern.

Im einfachsten Fall reduziert sich das Schema zu dem in Abbildung 4 dargestellten Netzwerk.

Abbildung 4: Einfaches ReDop-Schema mit gesplitteten QSFP-Kanälen. Bei Ausfall eines QSFP bleibt die physikalische Konnektivität ohne Routingänderungen erhalten.  

Im Vergleich mit konventionellen Netzwerken geschieht dies mit 25-37 % weniger Transceivern je nach Spine-Leaf-Konstellation (Anzahl von Spine und Leaf Switchen). Diese Reduktion spart somit nicht nur enorme Transceiverkosten, sondern verringert zudem die Energiekosten und Abwärme im Datacenter. 

Abbildung 5: Kapselung der Verbindungskomplexität in ein CrossCon-Gehäuse zur vereinfachten Montage.

Um die erforderliche Verbindungskomplexität mehr als nur zu vereinfachen, können diese in einzelnen CrossCon®-Shuffle-Gehäusen gekapselt werden, wie in Abbildung 5 zu sehen ist. 

Der CrossCon® erzeugt ein redundanzoptimiertes Netzwerk und kombiniert die genannten Vorteile eines enormen Einsparpotentials an Hardware, Montage- und Energiekosten sowie Abwärme im Sinne der Green-IT Ansatzes. Einfach, unkompliziert und wie immer nach unserem Motto: 

"Speeding up the digital world"✨