SIECI STRUKTURALNE W ARCHITEKTURZE PRZEDSIĘBIORSTWA

Czym jest architektura Fabric w sieciach korporacyjnych?

W sieciach korporacyjnych architektura Fabric odnosi się do architektury, która umożliwia wysoce skalowalne, elastyczne i niezawodne projektowanie sieci poprzez wykorzystanie połączonych węzłów. W przeciwieństwie do tradycyjnych, hierarchicznych projektów sieciowych, topologie Fabric umożliwiają dynamiczny wybór ścieżki, uproszczone zarządzanie i automatyczną konfigurację. Są one szczególnie przydatne w centrach danych, sieciach kampusowych i środowiskach przedsiębiorstw z wieloma lokalizacjami, które wymagają solidności i płynnej komunikacji między wieloma urządzeniami i usługami.

W swojej istocie architektura sieciowa abstrahuje od złożoności fizycznych połączeń, traktując grupę przełączników i routerów jako jednolity system. Ta abstrakcja umożliwia scentralizowaną kontrolę z wykorzystaniem zasad sieci definiowanej programowo (SDN), co ułatwia udostępnianie sieci, egzekwowanie zasad i zarządzanie awariami.

Sieć szkieletową można wdrożyć przy użyciu różnych zastrzeżonych i otwartych standardów, takich jak Cisco Digital Network Architecture (DNA), VMware NSX, Arista CloudVision oraz oparte na standardach topologie CloS. Rozwiązania te zapewniają wysoką przepustowość, niskie opóźnienia i optymalizację ruchu wschód-zachód w porównaniu z klasycznymi, trójwarstwowymi modelami sieci.

Sieć szkieletowa a sieć tradycyjna

• Topologia: Sieci tradycyjne wykorzystują warstwy rdzeniową, dystrybucyjną i dostępową. Technologia Fabric wykorzystuje konstrukcję typu „spine-leaf” lub „mesh”, która spłaszcza sieć.
• Skalowalność: Technologia Fabric umożliwia łatwe skalowanie poziome, podczas gdy tradycyjne modele często wymagają przeprojektowania w celu rozbudowy.
• Automatyzacja: Technologia Fabric obsługuje automatyczną konfigurację i provisioning za pośrednictwem kontrolerów SDN. Tradycyjne modele często wymagają ręcznych aktualizacji.
• Przepływ ruchu: Architektury Fabric są zoptymalizowane pod kątem ruchu wschód-zachód, który jest częstszy w nowoczesnych wzorcach aplikacji.

Dlaczego przedsiębiorstwa wdrażają technologię Fabric

Dążenie do transformacji cyfrowej i wdrażania chmury podważyło skuteczność tradycyjnych sieci. Przedsiębiorstwa coraz częściej korzystają z technologii Fabric, aby osiągnąć:

• Większą elastyczność wdrażania nowych usług.
• Zoptymalizowaną mobilność obciążeń między lokalizacjami lub chmurami.
• Zwiększoną odporność na błędy dzięki redundancji ścieżek.
• Scentralizowaną widoczność i egzekwowanie zasad za pośrednictwem SDN.

Architektura Fabric eliminuje pojedyncze punkty awarii i tworzy siatkę połączonych węzłów, które automatycznie przekierowują ruch w przypadku awarii, zapewniając ciągłość usług i wydłużając czas sprawności.

Rodzaje wdrożeń Fabric

• Data Center Fabric: Wysoce skalowalna i zazwyczaj projektowana z wykorzystaniem topologii spine-leaf, aby obsługiwać komunikację serwer-serwer na masową skalę.
• Campus Fabric: Zaprojektowana dla środowisk korporacyjnych, oferująca intuicyjną segmentację sieci i zasady dotyczące użytkowników/urządzeń w całym budynków.
• Wide Area Fabric: rozszerza zasady sieci Fabric na rozproszone geograficznie lokalizacje za pomocą sieci SD-WAN lub routerów obsługujących sieć Fabric.

Niezależnie od rodzaju wdrożenia, architektura Fabric promuje automatyzację, elastyczność i prostotę operacji sieciowych.

Jak budowane są sieci korporacyjne w architekturze Fabric

Budowa sieci korporacyjnej w architekturze Fabric wymaga starannej integracji sprzętu, oprogramowania i ram polityki, zaprojektowanych tak, aby działały jako spójny system. Poniżej przedstawiono podstawowe komponenty i ich rolę w tworzeniu wydajnych i skalowalnych sieci opartych na architekturze Fabric.

1. Topologia Spine-Leaf

Większość wdrożeń Fabric wykorzystuje topologię Spine-Leaf. W tej architekturze:

• Węzły typu Leaf pełnią funkcję przełączników dostępowych, które łączą się z urządzeniami końcowymi, takimi jak serwery lub punkty końcowe.
• Węzły typu Spine pełnią funkcję przełączników rdzeniowych, łącząc wszystkie przełączniki typu Leaf, zapewniając każdemu z nich równy dostęp do rdzenia sieci.

Ta konstrukcja znacznie zmniejsza opóźnienia i wąskie gardła, ponieważ dowolne dwa punkty końcowe mogą komunikować się za pomocą przewidywalnej i stałej liczby przeskoków.

2. Sieci nakładkowe

Architektura sieci szkieletowej często opiera się na technologiach nakładkowych, takich jak Virtual Extensible LAN (VXLAN). Sieci nakładkowe umożliwiają działanie sieci wirtualnych w infrastrukturze fizycznej, umożliwiając segmentację, obsługę wielu dzierżawców i mobilność obciążeń bez zmiany topologii fizycznej.

Na przykład VXLAN dodaje warstwę abstrakcji poprzez enkapsulację ramek Ethernet warstwy 2 w pakietach UDP warstwy 3. Pozwala to sieciom VLAN na rozciągnięcie się na różne lokalizacje fizyczne i zapewnia zwiększoną skalowalność (do 16 milionów segmentów).

3. Kontrolery i koordynatorzy

Sieć szkieletowa jest zarządzana i automatyzowana za pomocą scentralizowanych kontrolerów. Platformy te zapewniają punkty interfejsu do konfiguracji, egzekwowania zasad, telemetrii i rozwiązywania problemów.

Przykłady:

• Cisco DNA Center: Oferuje analitykę opartą na sztucznej inteligencji, sieci oparte na intencji i zarządzanie zasadami.
• VMware NSX Manager: Tworzy bezpieczne, zwirtualizowane warstwy infrastruktury sieciowej dla środowisk wielochmurowych.
• Juniper Apstra: Platforma automatyzacji pętli zamkniętej do bezpiecznych sieci opartych na intencji.

Systemy te obsługują automatyzację, upraszczając proces modernizacji sieci, wdrażania urządzeń, dynamicznej segmentacji i zarządzania umowami SLA.

4. Segmentacja i zasady

Technologia sieciowa ułatwia mikro- i makrosegmentację ruchu sieciowego. Dzięki technologiom takim jak Group-Based Policy (GBP) lub programowo definiowany dostęp, administratorzy mogą stosować polityki oparte na:

• Tożsamości użytkownika
• Typie urządzenia
• Użyciu aplikacji
• Danych o lokalizacji

Ta możliwość zmniejsza powierzchnię ataku, zapewnia zgodność z przepisami i zwiększa cyberbezpieczeństwo w oddziałach przedsiębiorstwa.

5. Odporność i redundancja

Architektura sieci wykorzystuje routing Equal-Cost Multi-Path (ECMP), który umożliwia korzystanie z wielu aktywnych ścieżek danych i rozkłada obciążenie ruchem na dostępne łącza sieciowe. W przypadku awarii ścieżki ruch jest natychmiast przekierowywany, dzięki czemu system jest odporny na awarie węzłów lub łączy.

6. Widoczność i telemetria

Nowoczesne sieci Fabric oferują wbudowaną widoczność dzięki analizie przepływu, śledzeniu pakietów i wykrywaniu anomalii opartym na uczeniu maszynowym.

Ta dogłębna widoczność umożliwia zespołom IT proaktywne monitorowanie wydajności, lokalizowanie wąskich gardeł w czasie rzeczywistym i egzekwowanie umów o poziomie usług (SLA) dotyczących kondycji sieci.

Dzięki integracji monitorowania na poziomie sterowania i płaszczyzny danych administratorzy mogą interpretować wzorce ruchu i efektywniej przeprowadzać analizy przyczyn źródłowych.

Zalety i przyszłe trendy sieci szkieletowych

Sieci szkieletowe zmieniły sposób, w jaki przedsiębiorstwa budują i zarządzają swoimi sieciami, przynosząc znaczące korzyści operacyjne i w zakresie bezpieczeństwa. Wraz ze wzrostem rozproszenia i dynamiki środowisk IT, znaczenie i implementacja architektury Fabric będą się zwiększać.

Korzyści operacyjne

• Uproszczone zarządzanie: Dzięki scentralizowanej koordynacji zespoły IT mogą wdrażać, konfigurować i monitorować sieć z poziomu jednego interfejsu, co ogranicza liczbę błędów ręcznych i przyspiesza operacje.
• Skalowalność: Architektury Fabric obsługują skalowanie poziome, umożliwiając bezproblemowe dodawanie nowych urządzeń, lokalizacji lub nakładek usług bez konieczności przebudowy architektury.
• Oszczędność kosztów: Dzięki redukcji złożoności i minimalizacji przestojów dzięki automatyzacji organizacje często odnotowują niższe koszty operacyjne w dłuższej perspektywie.
• Szybkie rozwiązywanie problemów: Analityka w czasie rzeczywistym i funkcje samonaprawiania umożliwiają szybsze rozwiązywanie problemów i poprawę dostępności kluczowych usług.

Bezpieczeństwo Udoskonalenia

Bezpieczeństwo jest wbudowane w architekturę Fabric poprzez takie funkcje, jak:

• Egzekwowanie zasady Zero Trust: Dostęp do sieci jest przyznawany dynamicznie na podstawie zweryfikowanych tożsamości i kontekstów, blokując domyślnie nieautoryzowany ruch.
• Mikrosegmentacja: Ogranicza boczny ruch zagrożeń w sieci, zmniejszając potencjalny wpływ naruszeń.
• Szyfrowane tunele: Często ścieżki danych w nakładkach Fabric są szyfrowane kompleksowo, co zabezpiecza wrażliwy ruch biznesowy w ramach współdzielonej infrastruktury.

Integracja z nowymi technologiami

Zgodność Fabric z nowymi i rozwijającymi się technologiami to kolejne źródło przewagi. Obszary integracji obejmują:

• Architektury obsługujące chmurę: Fabric bezproblemowo obsługuje środowiska hybrydowe i wielochmurowe, ułatwiając przenoszenie obciążeń i zapewniając spójne zasady.
• Przetwarzanie brzegowe: Fabric umożliwia sprawną łączność z urządzeniami brzegowymi, wspierając aplikacje w czasie rzeczywistym, IoT i sztuczną inteligencję na brzegu sieci.
• 5G i prywatna sieć bezprzewodowa: Integracja Fabric z 5G usprawnia wdrażanie sieci bezprzewodowych w całym kampusie i wspiera mobilność.

Perspektywy na przyszłość

W miarę jak sieci przedsiębiorstw stają się coraz bardziej zdecentralizowane, sieci Fabric mają szansę odegrać kluczową rolę we wspieraniu nowych priorytetów cyfrowych. Przyszłe postępy mogą obejmować:

• Ulepszone podejmowanie decyzji oparte na sztucznej inteligencji w kontrolerach Fabric.
• Ściślejsza integracja między siecią a systemem zabezpieczeń.
• Modele wdrażania Fabric oparte na otwartym kodzie źródłowym i niezależne od dostawcy zyskują na popularności.

Biorąc pod uwagę solidną architekturę, segmentację opartą na regułach i konstrukcję o wysokiej dostępności, Fabric ma stanowić podstawę nowej generacji sieci korporacyjnych, wspierając innowacje w zakresie automatyzacji, zrównoważonego rozwoju i cyberbezpieczeństwa.