Suscripción excesiva en redes
En general, la suscripción excesiva es una suscripción por más de lo que está disponible. La suscripción excesiva representa un modelo de negocio intencional y es una práctica generalizada en todas las áreas de la vida. Por ejemplo, las aerolíneas se basan en el hecho de que no todos los pasajeros suelen llegar para tomar el vuelo real, y algunos cancelan sus vuelos. Por lo tanto, las compañías suelen vender más boletos que los asientos de avión disponibles.
Hay diferentes tipos de sobre suscripciones en redes. La sobre suscripción NAT dinámica de IP y puerto (DIPP) permite la reutilización de una dirección IP y un puerto traducidos. Un dispositivo utiliza la misma dirección IP NAT y el mismo par de puertos varias veces (8, 4 o 2 veces) para conectarse a diferentes destinos cuando se habilita una suscripción excesiva. De forma predeterminada, se permiten sesiones de 64k para una sola dirección IP pública. Si se habilita una suscripción excesiva en el dispositivo, el número máximo de sesiones se multiplica por la tasa de suscripción excesiva. Por ejemplo, el límite predeterminado de 64K sesiones simultáneas permitidas, cuando se multiplica por una tasa de suscripción excesiva de 8, da como resultado 512K sesiones simultáneas permitidas. Esto permite a los clientes tener menos direcciones IP públicas.
NOTA: La sobre suscripción de NAT solo funciona si el destino es diferente; por lo tanto, las sesiones se identifican de forma única y no se producen colisiones.
Otro tipo de suscripción es la suscripción excesiva de puertos cuando el ancho de banda de conmutación asignado al puerto del conmutador es inferior a la velocidad de conexión de los dispositivos conectados al puerto. Esto puede suceder si el puerto del conmutador tiene una velocidad de conexión particular, pero no puede lograr un rendimiento de velocidad de cable.
Sobre suscripción en redes de tres niveles
Los centros de datos y las redes de campus están diseñados con sobre suscripción. Por ejemplo, la recomendación de sobresuscripción para el modelo tradicional de tres niveles (acceso, distribución y capa central) en una red de campus es de 20:1 para los puertos de acceso en el enlace ascendente de acceso a la distribución (Figura 1). La proporción de suscripciones excesivas para la distribución a los enlaces principales es de 4:1. Este diseño de tres niveles está muy sobrecargado con cuellos de botella de enlace ascendente y latencia añadida para el tráfico este-oeste (tráfico entre dispositivos en los centros de datos). Por lo tanto, un modelo de hoja vertebral se usa comúnmente en centros de datos modernos, por lo que la latencia está en niveles predecibles y el número de saltos se minimiza.
Figura 1: Red de campus de tres niveles con Suscripción excesiva
Suscripción excesiva en Redes de columna vertebral de hoja de dos niveles
El modelo de columna vertebral de hoja de dos niveles, que es corriente en los centros de datos modernos, supera la limitación tradicional del modelo de red de tres niveles. La mayoría del tráfico de red en los centros de datos es de este a oeste, por ejemplo, desde el servidor informático hasta el almacenamiento ubicado en cualquier lugar del centro de datos. En un modelo de tres niveles, el tráfico atraviesa dos conmutadores de agregación y un núcleo, mientras que en la topología de columna vertebral de hoja, solo debe saltar a un conmutador de columna vertebral y otro conmutador de hoja. Por lo tanto, se mejora la latencia y se minimiza el cuello de botella en la arquitectura de columna vertebral de hoja de dos niveles. Los interruptores spine están en la parte superior del nivel, y los interruptores leaf en el nivel inferior con servidores conectados a los interruptores leaf en la parte superior de cada rack.
Los servidores solo están conectados a conmutadores hoja. No hay conexión entre los interruptores de hoja. El número de conmutadores de hoja depende del número de interfaces de red necesarias para la conexión del servidor. Se agrega otro conmutador de hoja a la estructura con enlaces ascendentes conectados a todos los conmutadores de columna vertebral si se necesitan más servidores. El número de enlaces ascendentes del interruptor de hoja determina el número de interruptores de columna, y la densidad de puertos en el interruptor de columna limita el número máximo de interruptores de hoja. Sin embargo, el número de interruptores de hoja no puede ser aleatorio o ilimitado. La proporción aceptable de suscripciones excesivas debe ser de 3: 1 o incluso menos e,.g., 2,5:1, para garantizar que no haya contención de ancho de banda excesivo cuando todos los servidores envían tráfico simultáneamente. La proporción de sobre suscripciones aumenta con el número de servidores en la tela y se reduce al agregar más interruptores de columna vertebral a la tela.
NOTA:Una proporción de sobresuscripción de 3: 1 significa que solo un tercio de todo el tráfico llegará a la red si cada servidor envía a una velocidad de línea.
En la figura 2 se muestra una arquitectura de red de 100 G de hoja vertebral. Digamos que queremos construir un tejido de centro de datos con el objetivo de tener 960 servidores de 10G en un tejido con una suscripción excesiva 2.4:1. Tenemos los conmutadores de hoja en la parte superior del rack que admiten puertos de 48 x 10 GB para servidores y puertos de enlace ascendente de 8 x 100 G. El interruptor de columna vertebral admite puertos de 64 x 100G. Para cubrir todos los 960 servidores, necesitamos 20 conmutadores de hoja (960 servidores / 48 puertos) y dos conmutadores de hoja. Cada interruptor de hoja está conectado al lomo con dos enlaces ascendentes de 100 G. El número máximo de servidores es de 960 a 2.4: 1 sobre suscripción (enlace descendente de 48 x 10 Gbps a servidores / enlace ascendente de 2 x 100 Gbps a la columna vertebral = 2.4).
Figura 2-Topología de red de columna vertebral de hoja de dos niveles con 960 Servidores de 10 G en Tejido con Sobre Suscripción de 2.4:1
Si agregamos otros dos conmutadores de hoja, la relación de sobre suscripción será de 1.2:1 (480 G / 400 G). Esto está cerca de 1: 1, por lo que no hay cuellos de botella en la red; por lo tanto, los conmutadores de hoja reenvían el tráfico sin pérdida de paquetes. Sin embargo, el exceso de suscripción de 1:1 puede resultar en un exceso de capacidad durante las horas no punta. Es probable que nunca nos encontremos con una situación en la que todos los puertos reciban tráfico a su velocidad máxima de línea al mismo tiempo.
Una suscripción excesiva de 1:1
El diseño de red ideal intenta acercarse a la suscripción excesiva de 1: 1, pero depende completamente de las aplicaciones, los patrones de tráfico y la capacidad que necesitan los administradores. Cuando estimamos un ratio de sobre suscripciones de tráfico de red para una nueva red, necesitamos evaluar el tráfico esperado. Esto incluye comprender las aplicaciones y características de servicio implementadas en la red y determinar los servicios de red. Para las redes existentes, la supervisión del uso de ancho de banda cercano con un analizador NetFlow/sFlow es una necesidad. El analizador de flujo Noction puede ser de ayuda aquí. Es una gran herramienta que proporciona información sobre el volumen y la relación del tráfico este-oeste y norte-sur y las aplicaciones que utilizan el ancho de banda. Permite a los ingenieros optimizar el rendimiento de sus redes y aplicaciones, controlar la utilización del ancho de banda y realizar una mejor planificación de la capacidad de red. NFA es compatible con NetFlow, J-Flow, sFlow, IPFIX y NetStream. Con un precio de 2 299/mes por licencia sin límite en el número de dispositivos de red, interfaces o sitios, NFA representa una solución asequible y rentable para su negocio.