Mit Ethernet Fabric wird das Netzwerk flach

Traditionelle Ethernet-Architekturen weisen einige technisch bedingte Einschränkungen auf, die den heutigen Anforderungen an hohes Tempo, kurze Latenzzeiten, verlustfreie Datenübertragung und letztlich auch an eine einfache Administration einfach nicht mehr gewachsen sind. Um die Vorzüge einer modernen Ethernet Fabric besser verstehen zu können, muss zunächst geklärt werden, wo genau die Schwächen des traditionellen Ethernets liegen.

Schwachpunkte des Ethernets

Ein Switch ist typischerweise nicht in der Lage, so viele Ports, wie im Rechenzentrum nötig, bereitzustellen. Als Lösung und aus Redundanzgründen werden daher hierarchische Baum-Topologien aufgebaut. Das heisst, die Server sind pro Rack an einem oder zwei ToR-Switches (Top of Rack) angeschlossen. Um keinen Single-Point-of-Failure im Netzwerk zu erzeugen, werden die Switches untereinander mehrfach durch ISLs (Inter Switch Links) verbunden. Weil durch solche Mehrfachverbindungen aber Layer2-Loops entstehen, müssen die Verbindungen unter den Switches mittels Spanning Tree Protocol (STP) so lange geblockt werden, bis eine der Einfachverbindungen ausfällt. Der grosse Nachteil dabei: Die Bandbreiten zwischen den Switches bleiben ungenutzt. Ein weiterer Negativpunkt sind die langen Umschaltzeiten im STP. Wird eine Leitung hinzugesteckt, ändert sich die Topologie und das STP hält den gesamten Netzwerkverkehr bis zur Neuberechnung an. Fällt eine Leitung aus, dauert das Umschalten im besten Fall eine Sekunde, im schlimmsten bis zu einer Minute. Mit den heutigen Anforderungen nach Hochverfügbarkeit kann das vor vielen Jahren entwickelte STP nicht mehr mithalten.

Ein weiteres Merkmal eines klassischen Ethernet-Netzwerks ist die Eigenständigkeit der Switches. Jeder Switch behandelt ein Datenpaket neu. Das bedeutet erhöhte Latenzzeit und auch erhöhten Betriebsaufwand, da jeder Switch mit den gleichen Konfigurationsparametern wie VLANs, Access Control Lists (ACL), Policies, Quality-of-Service-Parametern (QoS)etc. versehen werden muss. Auch die Wahrscheinlichkeit, dass die Konfiguration aller Switches nicht konsistent ist, steigt damit.

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