Réseautage de centre de données : ce que c'est, pourquoi c'est important, et les types

N'est-ce pas magique comment les services cloud fournissent des données et des applications critiques à tout moment et de n'importe où ?

Il n'y a pas de cloud sans centre de données, une installation physique dédiée qui stocke, traite et diffuse des données et des applications pour centraliser les opérations de technologie de l'information (TI) d'une organisation. Il assure la continuité opérationnelle en stockant des actifs propriétaires.

La conception des centres de données repose sur plusieurs dispositifs physiques et basés sur le réseau, y compris des pare-feu, des systèmes de stockage, des routeurs, des commutateurs et des contrôleurs de distribution d'applications. Les solutions de mise en réseau des centres de données interconnectent ces dispositifs et les nœuds d'infrastructure des centres de données pour faciliter la transmission des données. Sans elles, les dispositifs des centres de données ne peuvent pas communiquer entre eux ou avec des réseaux externes.

Un réseau de centre de données (DCN) connecte les unités de calcul et de stockage d'un centre de données pour atteindre des performances optimales. Alors que certaines entreprises utilisent encore des réseaux de centres de données sur site et des serveurs physiques, beaucoup migrent vers des environnements natifs du cloud.

Un centre de données doit connecter toutes ces données réparties sur plusieurs sites, centres de données, clouds publics, clouds privés, clouds hybrides et clouds privés virtuels. C'est là que la mise en réseau des centres de données intervient. Les réseaux modernes de centres de données utilisent la virtualisation complète de la mise en réseau et de la sécurité pour garantir une sécurité robuste et une gestion centralisée.

Importance de la mise en réseau des centres de données

La mise en réseau des centres de données est essentielle pour créer une infrastructure réseau stable, fiable, évolutive et sécurisée. Le DCN garantit que l'infrastructure répond aux besoins de communication réseau organisationnels en évolution tout en soutenant l'informatique en nuage et la virtualisation. De plus, les solutions de mise en réseau des centres de données d'entreprise s'améliorent avec la cohérence opérationnelle, l'automatisation et la sécurité – tous essentiels pour fournir des services de données et d'applications.

La mise en réseau des centres de données est cruciale car elle :

• Centralise les ressources et maintient la cohérence des opérations. Les plateformes de mise en réseau des centres de données simplifient la connexion des ressources à travers le cloud, les installations sur site et à la périphérie (plus près de la destination des données). Ces solutions garantissent également une application cohérente des politiques lors de l'intégration des ressources. De plus, vous pouvez tout gérer depuis une console unique.
• Automatise la fourniture des services réseau. Les entreprises d'aujourd'hui ont besoin de rapidité et d'agilité alors que leurs centres de données automatisent les tâches, équilibrent les charges de travail et programment les réseaux. Les outils de mise en réseau des centres de données sont plus efficaces que les administrateurs humains pour gérer ces tâches et répondre aux changements d'utilisation dynamique.
• Facilite le dépannage. Les systèmes de mise en réseau des centres de données aident les entreprises à visualiser l'ensemble du réseau et ses interconnexions pour résoudre les problèmes de réseau.
• Améliore la sécurité des centres de données. Étant donné que les centres de données stockent des informations de grande valeur et de la propriété intellectuelle, ils sont sujets aux cyberattaques. La mise en réseau des centres de données protège les applications et les données avec des contrôles de sécurité intégrés, y compris des capacités de systèmes de détection d'intrusion (IDS), de systèmes de prévention d'intrusion (IPS) et de logiciels de microsegmentation.

Comment fonctionne la mise en réseau des centres de données ?

Les solutions de mise en réseau des centres de données soutiennent les demandes changeantes des utilisateurs et des applications et automatisent les tâches de provisionnement traditionnellement manuelles et sujettes aux erreurs pour les services réseau. Elles créent un lien numérique entre les dispositifs des centres de données et maintiennent l'environnement de l'infrastructure TI organisationnelle sécurisé.

Les plateformes DCN gèrent également la mise hors service des applications tout en respectant les politiques de déprovisionnement. En conséquence, les entreprises peuvent facilement empêcher les politiques obsolètes d'affecter la conformité, la connectivité et la sécurité.

L'infrastructure réseau, serveur et de stockage fournit des services de données et gère les ressources des centres de données pour les solutions DCN. Par exemple, la transition fluide du trafic de données entre les dispositifs sur site, les clouds publics ou les centres de colocation n'est possible qu'avec des commutateurs et des routeurs. Les outils de mise en réseau des centres de données gèrent toutes les ressources d'infrastructure des centres de données pour garantir que la fourniture des services de données respecte les accords de niveau de service (SLA). Ces solutions aident également les entreprises à surveiller, diagnostiquer et réparer les serveurs et les dispositifs de stockage ou de réseau.

Réseau de campus vs réseau de centre de données vs centre d'opérations réseau

Un réseau de campus prend en charge les utilisateurs et leurs appareils. Un réseau de centre de données aide une infrastructure réseau d'entreprise à traiter les données pour les applications et les appareils. Un centre d'opérations réseau (NOC) permet aux gestionnaires TI de surveiller et de contrôler un réseau de communications.

Un réseau de campus ou réseau de zone de campus (CAN) connecte plusieurs réseaux locaux (LAN) dans une zone géographique limitée. Les universités, les entrepôts et les bureaux d'entreprise utilisent le CAN pour un partage de fichiers facile, un accès à Internet et une transmission de données. Étant donné que les données ne quittent jamais ces réseaux, les utilisateurs bénéficient d'une latence plus faible et d'une haute disponibilité lors de l'envoi et de la réception de données. Les réseaux de campus vous permettent également de contrôler efficacement les ressources réseau.

Un réseau de centre de données interconnecte des serveurs, des pare-feu et d'autres dispositifs physiques et virtuels pour traiter l'échange de données à une latence ultra-faible. Contrairement aux réseaux de campus, les réseaux de centres de données suivent une politique de mise en file d'attente sans perte pour éviter que les dispositifs ne plantent.

Un centre d'opérations réseau (NOC) ou centre de gestion de réseau est un lieu centralisé qu'une équipe TI utilise pour surveiller la santé et les performances du réseau et prévenir les perturbations ou les pannes du réseau. Le NOC surveille l'infrastructure, les pare-feu, les systèmes sans fil et les dispositifs réseau pour détecter et résoudre les problèmes au fur et à mesure qu'ils apparaissent.

Types de réseaux de centres de données

Les réseaux de centres de données utilisent des connexions physiques et sans fil pour interconnecter des serveurs, des nœuds et d'autres dispositifs. En fonction de l'architecture des centres de données cloud (comment les centres de données connectent les serveurs, les commutateurs et l'infrastructure de câblage), la conception des centres de données relève de l'une des trois catégories : trois niveaux, arbre gras et DCell.

1. Réseau de centre de données à trois niveaux

Une conception de réseau de centre de données à trois niveaux est l'architecture la plus courante dans les centres de données. Elle se compose de trois couches de commutateurs réseau : cœur, agrégation et accès. La couche cœur dispose de capacités de routage avancées et permet aux centres de données de se connecter à Internet. La couche d'agrégation ou de distribution gère les liaisons montantes de la couche d'accès ainsi que les pare-feu et l'équilibrage de charge. La couche d'accès est le niveau le plus bas du modèle de réseau à trois niveaux. Elle contient des commutateurs traditionnels en haut de rack (TOR) qui connectent les nœuds clients au réseau et livrent des paquets de données aux dispositifs des utilisateurs finaux.

Alors, comment fonctionne un réseau à trois niveaux ?

Tout d'abord, un paquet atteint la couche cœur et est routé via des commutateurs de distribution. La couche de distribution transfère ensuite le paquet à la couche d'accès, qui connecte les serveurs. Les paquets subissent une latence accrue lorsqu'ils passent par trois sauts physiques. Ajoutez-y le trafic de serveur à serveur, et le nombre de sauts augmente encore plus. Les réseaux à trois niveaux sont idéaux pour le trafic du nord au sud, mais souffrent de paquets perdus et de débordements de tampon lors du trafic intra-centre de données.

Les réseaux de centres de données à trois niveaux ont également introduit la configuration du protocole de l'arbre couvrant (STP) pour éviter les boucles. Les boucles se produisent souvent dans une topologie de réseau lorsque l'échange de données se produit sur un LAN avec des chemins redondants. Une défaillance de l'arbre couvrant peut entraîner une boucle continue.

Les niveaux supérieurs d'une architecture à trois niveaux utilisent des équipements réseau de niveau entreprise coûteux et gourmands en énergie. Ces niveaux restent surchargés en raison de la demande croissante d'informatique en nuage. En conséquence, les conceptions de réseaux de centres de données à trois niveaux souffrent de tolérance aux pannes, d'évolutivité, de bande passante transversale et d'efficacité énergétique.

Les réseaux de centres de données en arbre gras résolvent les problèmes des conceptions de réseaux à trois niveaux.

2. Réseau de centre de données en arbre gras

La topologie CIos est une architecture de commutation multistage, non bloquante, qui minimise les exigences en matière de nombre de ports dans un réseau interconnecté. Les DCN en arbre gras l'utilisent pour résoudre les problèmes de bande passante transversale et de surabonnement des réseaux à trois niveaux. La topologie CIos permet aux réseaux en arbre gras de déployer des commutateurs réseau supplémentaires pour accéder aux couches cœur et agrégées.

La principale différence entre la topologie en arbre gras et les autres est qu'un réseau en arbre gras présente un nombre égal de liens qui connectent un commutateur à son commutateur parent et aux commutateurs de niveau inférieur. La topologie se compose de k pods, chacun avec (k/2) serveurs, commutateurs de couche d'accès et commutateurs de couche agrégée. Chaque pod comprend également (k/2) commutateurs de cœur qui se lient à un commutateur de couche agrégée. Le nombre maximum de pods dans un DCN en arbre gras est égal au nombre de ports dans chaque commutateur, ce qui pose des problèmes d'évolutivité.

Les structures de réseau basées sur les arbres se sont révélées insuffisantes pour l'évolutivité. Ces réseaux ne pouvaient pas suivre l'utilisation croissante de la bande passante réseau des activités à haute bande passante et de l'algorithme MapReduce, un modèle de programmation qui traite d'énormes quantités de données en les divisant en morceaux gérables. En conséquence, la structure de réseau DCell est apparue en 2008.

3. Réseau de centre de données DCell

Les DCN basés sur DCell utilisent des structures DCell hybrides, tolérantes aux pannes et évolutives, centrées sur le serveur, pour faire face aux pannes de rack, de serveur et de lien. DCell connecte un serveur de centre de données à d'autres avec sa structure récursive. Cette interconnexion entre les serveurs à l'aide de mini-commutateurs empêche les goulets d'étranglement de la bande passante réseau unique. Plus besoin de dépenser plus pour des routeurs coûteux ou des commutateurs de cœur.

DCell 0 est le bloc de construction d'une architecture de réseau DCell. Il comprend n serveurs et un commutateur réseau de base qui se connecte au serveur. Une cellule DCell 1 connecte de nombreux blocs DCell 0, une cellule DCell 2 connecte des blocs DCell 1, et ainsi de suite. En raison de sa conception évolutive, un DCell à quatre niveaux avec six serveurs dans la cellule 0 peut contenir jusqu'à 3,26 millions de serveurs.

DCell utilise également un algorithme de routage à flux directionnel (DFR) pour répartir uniformément le trafic entre les liens et les serveurs DCell. En conséquence, vous pouvez minimiser le point de défaillance unique qu'une structure d'arbre normale rencontre souvent.

D'autres réseaux de centres de données bien connus incluent Camcube, JellyFish, FiConn et BCube.

Gestion des réseaux de centres de données

Les réseaux de centres de données s'appuient sur des logiciels de gestion de l'infrastructure des centres de données (DCIM) pour une gestion efficace du réseau. Le DCIM établit des lignes directrices pour la gestion des dispositifs des centres de données et de l'infrastructure associée. De plus, vous obtenez une visibilité à 360° sur la configuration de mise en réseau des centres de données, les composants et les dépendances. Envisagez de surveiller les domaines suivants pour une gestion efficace du DCN.

• Disponibilité en temps réel révèle l'efficacité avec laquelle un centre de données répond aux demandes de performance et de connectivité entrantes. Une haute disponibilité signifie que votre réseau peut fonctionner en continu sans défaillance. Utilisez des outils de surveillance du réseau des centres de données pour identifier et résoudre les problèmes de réseau avant qu'ils ne causent des pannes.
• Surveillance de la bande passante utilise l'analyse de la croissance des applications et des modèles d'utilisation pour contrôler la consommation de bande passante. Les systèmes de mise en réseau des centres de données dotés de capacités de surveillance de la bande passante analysent les indicateurs de performance tels que les rejets, la perte de paquets, la vitesse du trafic et les erreurs pour aider à planifier la capacité. En conséquence, vous pouvez prévenir la congestion du trafic et garantir des performances réseau supérieures.
• Gestion de la configuration du réseau empêche la mauvaise configuration des actifs des centres de données de causer des pannes ou des pertes de revenus. Les logiciels de réseau des centres de données dotés de capacités de gestion de la configuration du réseau et du cycle de vie des dispositifs vous aident à configurer rapidement les dispositifs et les sauvegardes et à répondre aux exigences de conformité.

Avantages de la mise en réseau des centres de données

Les solutions de mise en réseau des centres de données améliorent l'évolutivité et accélèrent la fourniture de services. Elles disposent de capacités d'identification des causes profondes et d'analyses intégrées essentielles pour connecter les dispositifs de sécurité, de routage et de commutation. Voici quelques avantages que vous pouvez réaliser avec la mise en réseau des centres de données.

• Simplicité opérationnelle. Les architectures réseau disparates avec plusieurs outils de commutation, systèmes d'exploitation et plans de licence compliquent les opérations TI pour de nombreuses organisations. Les systèmes de mise en réseau des centres de données s'appuient sur une architecture de microservices pour garantir un fonctionnement identique pour tous les commutateurs et dans tous les domaines de réseau d'entreprise.
• Fourniture de services plus rapide. Traditionnellement, les centres de données utilisaient des couches d'infrastructure cloisonnées. En conséquence, les équipes TI passaient des heures à exécuter manuellement les demandes et les tâches d'infrastructure. Les outils de mise en réseau des centres de données facilitent des opérations TI plus efficaces et des tâches de fourniture de services dans plusieurs environnements d'infrastructure réseau.
• Dépannage facile. Les outils de mise en réseau des centres de données vous aident également à identifier les problèmes dans les réseaux physiques et virtuels. Cette facilité de diagnostic garantit une résolution plus rapide.

Meilleures solutions de mise en réseau des centres de données

Choisir la bonne solution de mise en réseau des centres de données est essentiel pour un flux de données fluide entre les actifs TI et les centres de données. Explorez les meilleurs outils qui aident à créer des connexions stables entre les actifs d'infrastructure.

Pour être inclus dans cette catégorie, le produit logiciel doit :

• Transférer des données entre les dispositifs et les actifs des centres de données.
• Connecter les centres de données avec des solutions d'informatique en nuage.
• Permettre aux utilisateurs de gérer les exigences de mise en réseau.

*Ci-dessous figurent les cinq principales solutions de mise en réseau des centres de données du rapport G2 Grid® de l'automne 2024. Certains avis peuvent être édités pour plus de clarté.

VMware NSX connecte des applications à travers des centres de données, des conteneurs et des environnements multi-cloud avec une virtualisation complète du réseau et de la sécurité.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

« VMware NSX Data Center est la solution parfaite pour tous les besoins de mise en réseau dans et entre les centres de données utilisant plusieurs technologies cloud. Sa compatibilité avec les principales technologies cloud en fait le meilleur sur le marché. »

- Avis sur VMware NSX, Siddhant R.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« La redondance et sa flexibilité à évoluer. »

- Avis sur VMware NSX, Ronald T.

2. ManageEngine OpManager

ManageEngine OpManager propose des capacités de surveillance du réseau essentielles pour gérer les réseaux, suivre les pare-feu et analyser la bande passante.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

« Il aide à identifier les problèmes de santé des serveurs ou des systèmes dans l'organisation. J'ai aimé le calcul des seuils et la surveillance du réseau le plus dans cet outil. Il est facile à déployer sur les systèmes. »

- Avis sur ManageEngine OpManager, Surekha K.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« ManageEngine OpManager est une solution bricolée. Les composants ne semblent pas fonctionner ensemble et ont différentes façons de faire des tâches similaires comme l'ajout de crédentiels. Cela a rendu l'entretien de l'outil plus laborieux que tout travail qu'il aurait pu économiser. »

- Avis sur ManageEngine OpManager, Benjamin S.

3. Nvidia Virtual GPU

Bien que Nvidia Virtual GPU ne soit pas principalement un outil de mise en réseau, il joue un rôle crucial dans l'allocation et l'utilisation des ressources au sein d'un réseau de centre de données, influençant les schémas de trafic, la distribution des charges de travail et les performances globales du réseau.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

« Avant, je devais avoir un GPU dédié par VM, ce qui gaspillait de l'espace et des ressources système ; maintenant, je peux partager le GPU entre les invités. Cela permet à mon entreprise d'économiser de l'argent. »

- Avis sur Nvidia Virtual GPU, Gopi Y.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« Un inconvénient potentiel est la complexité de la configuration initiale, qui peut nécessiter des connaissances spécialisées et une planification minutieuse pour optimiser les performances pour des cas d'utilisation spécifiques. Un autre serait les coûts de licence. »

- Avis sur Nvidia Virtual GPU, Lokesh G.

4. Arista Networks

Arista Networks propose des solutions de mise en réseau cloud basées sur les données pour aider les entreprises à construire des conceptions de réseau robustes et performantes qui desservent les clouds publics, privés et hybrides.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

« Nous utilisons les commutateurs réseau et la solution sans fil Arista. La meilleure chose à propos du produit est qu'ils ont un déploiement sans contact, sont faciles à gérer et très efficaces. De plus, le support d'Arista Networks est relativement bon. »

- Avis sur Arista Networks, Mayur S.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« Les pannes de lien pourraient être minimisées et le service pourrait être amélioré. »

- Avis sur Arista Networks, Mahendra M.

5. Cisco Application Centric Infrastructure (ACI)

Cisco Application Centric Infrastructure (ACI) a considérablement transformé la mise en réseau des centres de données en offrant une approche plus flexible, évolutive et centrée sur les applications. Elle répond à de nombreux défis associés à la gestion traditionnelle des réseaux, tels que la complexité, la configuration manuelle et le manque d'optimisation au niveau des applications, ce qui en fait un choix populaire pour les organisations cherchant à moderniser leurs centres de données.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

« Cisco ACI permet le provisionnement automatisé et l'orchestration des services réseau, réduisant les erreurs de configuration manuelle. Il est également conçu pour évoluer efficacement, vous permettant de développer votre réseau de centre de données selon les besoins sans perturbations majeures. »

- Avis sur Cisco Application Centric Infrastructure (ACI), Rafiq J.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« Un inconvénient potentiel de Cisco ACI peut être sa complexité initiale lors de la configuration, qui peut nécessiter une expertise significative. De plus, les coûts de licence et le besoin de matériel compatible peuvent être des facteurs limitants pour certaines organisations. La maintenance continue et les mises à jour peuvent également poser des défis. »

- Avis sur Cisco Application Centric Infrastructure (ACI), Attilio V.

Gardez votre système nerveux central calme

Un réseau de centre de données agit comme un système nerveux central, connectant l'infrastructure et les dispositifs des centres de données. Sa capacité à faciliter l'échange d'informations sans faille est essentielle pour traiter et fournir des informations critiques pour les entreprises. Choisir le bon outil signifie que votre centre de données est plus fiable, évolutif et flexible.

Découvrez pourquoi vous devriez envisager de convertir les centres de données énergivores en centres de données verts.

Cet article a été publié à l'origine en 2023. Il a été mis à jour avec de nouvelles informations.