b, Phương thức hoạt động
2.5.1. Kiến trúc trung tâm dữ liệu
- Các thiết kế trung tâm dữ liệu được các cơng ty giữ bí mật rất cẩn thận vì nó thường cung cấp lợi thế cạnh tranh quan trọng cho các cơng ty điện tốn đám mây hàng đầu. Chi phí cho mạng trung trâm dữ liệu rất lớn cỡ khoảng chục triệu đến trăm triệu USD. Trong đó khoảng 45% có thể là do chính vật chủ (cần được thay thế 3–4 năm một lần); 25% đến cấu trúc cơ sở hạ tầng, bao gồm máy biến áp, hệ thống cung cấp điện liên tục (UPS), máy phát điện khi mất điện trong thời gian dài và hệ thống làm mát; 15% cho chi phí điện cho việc rút điện; và 15% cho mạng, bao gồm cả thiết bị mạngbộ chuyển mạch, bộ định tuyến và bộ cân bằng tải), liên kết bên ngồi và chi phí lưu lượng chuyển tuyến.
Hình 2.30: Mạng trung tâm dữ liệu với cấu trúc liên kết phân cấp.
+ Lưu lượng giữa các máy khách bên ngoài với các máy bên trong + Lưu lượng giữa các máy bên trong.
- Để xử lý các luồng giữa các máy khách bên ngoài với máy chủ nội bộ, mạng trung tâm dữ liệu bao gồm một hoặc nhiều bộ định tuyến biên giới, kết nối mạng trung tâm dữ liệu với Internet cơng cộng. Do đó, mạng trung tâm dữ liệu kết nối các giá đỡ với nhau và kết nối các giá đỡ với các bộ định tuyến biên giới. Hình 2.6.1 cho thấy một ví dụ về mạng trung tâm dữ liệu.
* Cân bằng tải:
- Một trung tâm dữ liệu lớn thường sẽ có một số bộ cân bằng tải, mỗi bộ dành cho một tập hợp các ứng dụng đám mây cụ thể. Bộ cân bằng tải như vậy đôi khi được gọi là “công tắc lớp 4” vì nó đưa ra quyết định dựa trên số cổng đích (lớp 4) cũng như địa chỉ IP đích trong gói. Khi nhận được u cầu cho một ứng dụng cụ thể, bộ cân bằng tải sẽ chuyển tiếp nó đ ến một trong các chủ xử lý ứng dụng (Một máy chủ sau đó có thể gọi các dịch vụ của các máy chủ khác để giúp xử lý yêu cầu).
- Bộ cân bằng tải cung cấp một chức năng giống như NAT, dịch địa chỉ IP bên ngồi cơng khai sang liên Địa chỉ IP của máy chủ lưu trữ thích hợp, và sau đó dịch ngược lại cho các gói đi theo hướng ngược lại trở lại máy khách. Điều này ngăn không cho máy khách liên hệ trực tiếp với máy chủ, điều này có lợi ích bảo mật là ẩn cấu trúc mạng nội bộ và ngăn máy khách tương tác trực tiếp với máy chủ.
* Kiến trúc phân cấp:
- Để mở rộng quy mô hàng chục đến hàng trăm hàng nghìn máy chủ, một trung tâm dữ liệu thường sử dụng hệ thống phân cấp của bộ định tuyến và thiết bị chuyển mạch, ví dụ như cấu trúc liên kết thể hiện trong Hình 2.6.1
+ Ở trên cùng của hệ thống phân cấp, bộ định tuyến biên giới kết nối với bộ định tuyến truy cập (có thể có nhiều bộ định tuyến)
+ Bên dưới mỗi bộ định tuyến truy cập, có ba cấp cơng tắc. Mỗi bộ định tuyến truy cập kết nối với một công tắc cấp cao nhất và mỗi công tắc cấp cao nhất kết nối với nhiều công tắc cấp hai và một bộ cân bằng tải.
+ Mỗi công tắc bậc hai lần lượt kết nối với nhiều giá đỡ thông qua các công tắc TOR của các giá đỡ (công tắc bậc ba).
+ Tất cả các liên kết thường sử dụng Ethernet cho các giao thức lớp liên kết và lớp vật lý, với sự kết hợp của cáp đồng và cáp quang. Với thiết kế phân cấp như vậy, có thể mở rộng một trung tâm dữ liệu lên hàng trăm nghìn máy chủ lưu trữ.