Por que as redes spine-leaf são tendência em Data Centers corporativos de alta performance?

Nos últimos anos, a arquitetura de redes spine-leaf vem se destacando como a escolha preferida para Data Centers corporativos de alta performance.

O motivo é a necessidade crescente que essas infraestruturas possuem de suportar cargas de trabalho cada vez mais intensivas em dados, que exigem maior escalabilidade, menor latência e alta disponibilidade.

Mas o que exatamente faz com que essa arquitetura supra esses requisitos e se torne tendência em redes para Data Centers modernos?

Vamos explorar as razões a seguir, mostrando um case onde a  Zeittec aplicou essa tecnologia. Confira e conte com a nossa expertise para implantar um Data Center de alta performance em sua corporação!

O são redes spine-leaf?

A arquitetura spine-leaf é uma abordagem de rede estruturada em dois níveis principais:

• Leaf (folha): São os switches que se conectam diretamente aos servidores.
• Spine (espinha dorsal): São os switches que se conectam aos switches leaf.

Cada servidor se conecta a um switch leaf. E cada switch leaf se conecta a todos os switches spine, formando uma malha completa.

Diferentemente de uma arquitetura tradicional em três camadas (core, distribuição e acesso), a spine-leaf tem uma malha mais simplificada e homogênea.

Essa arquitetura cria uma topologia flat (plana) que facilita a distribuição de dados, reduzindo gargalos e melhorando a comunicação entre os dispositivos. Mas o que isso significa na prática?

Principais benefícios da topologia spine-leaf para Data Centers

Quanto mais as empresas investem em infraestruturas de TI, mais a arquitetura spine-leaf se destaca como base para a construção de redes escaláveis, ágeis e resilientes.

Essa tendência é impulsionada pelo crescimento exponencial de dados, pela demanda por tempo de resposta rápido e pela necessidade de integração com novas tecnologias, como a computação em nuvem híbrida e a inteligência artificial.

Para Data Centers corporativos de alta performance, a arquitetura spine-leaf não é apenas uma opção – é uma necessidade.

Ela oferece a flexibilidade, a escalabilidade e a robustez que as empresas modernas exigem para operar em um ambiente competitivo e em constante evolução.

Veja quais são as vantagens  das redes spine-leaf e como elas podem ajudar a elevar a eficiência do seu Data Center corporativo.

1. Escalabilidade horizontal

Uma das principais vantagens dessa arquitetura é sua capacidade de escalar horizontalmente de maneira eficiente.

Ao contrário das arquiteturas tradicionais, em que o aumento de capacidade envolve a adição de camadas de switches, na spine-leaf basta adicionar mais switches no nível leaf, mantendo a comunicação estável e balanceada entre todos os elementos da rede.

Isso é crucial para Data Centers corporativos que precisam lidar com a expansão contínua de seus ambientes. Ou seja, é o tipo de rede ideal para possibilitar ótima escalabilidade.

2. Baixa latência

Uma pesquisa realizada na Universidade de Brasília (UNB) comparou cinco arquiteturas de rede utilizadas em Data Centers. E concluiu que as topologias baseadas em spine-leaf têm quase o dobro de desempenho que as demais em termos de latência e de taxa de transferência.

Isso ocorre alterando-se apenas a topologia da rede. Ou seja, com a mesma infraestrutura e sem elevação de custos. Por isso o autor do estudo, Elvio de Sousa, concluiu que “as arquiteturas de melhor custo-benefício são as baseadas em leaf-spine”.

Como isso acontece? Em redes spine-leaf, a comunicação entre dispositivos ocorre com um máximo de dois saltos (um do switch leaf para o switch spine e outro, de volta para o switch leaf de destino).

Isso reduz significativamente a latência, que é o tempo para os dados trafegarem da origem ao destino. Uma latência baixa é fundamental em aplicações de alta performance, como análises de dados em tempo real, inteligência artificial e machine learning.

Por isso, as redes spine-leaf favorecem especialmente os Datas Centers Edge e as corporações com alto grau de automação de processos, que necessitam de infraestruturas de armazenagem e processamento de dados eficientes em velocidade e qualidade da comunicação.

3. Alta disponibilidade e redundância

A malha completa formada pela interconexão de todos os switches leaf com todos os switches spine garante redundância natural.

Em caso de falha de um dos switches spine, o tráfego é automaticamente redistribuído pelos demais, sem causar interrupções significativas.

Isso aumenta a resiliência da rede, um fator crítico para Data Centers de alto uptime que precisam operar 24×7 e não podem enfrentar indisponibilidades.

4. Balanceamento de carga

A arquitetura spine-leaf facilita o balanceamento de carga, uma vez que cada switch leaf possui conexões com múltiplos switches spine.

Esse design distribui o tráfego de maneira mais uniforme, prevenindo congestionamentos e melhorando a eficiência geral da rede.

Para Data Centers corporativos de alta performance, onde grandes volumes de dados são processados simultaneamente, esse balanceamento é essencial para manter a performance em níveis elevados.

5. Suporte a redes definidas por software (SDN)

A arquitetura spine-leaf é altamente compatível com tecnologias de redes definidas por software (SDN), que estão se tornando padrão em ambientes de Data Centers modernos.

A SDN permite uma maior automação e flexibilidade, possibilitando a configuração dinâmica da rede conforme as necessidades de cargas de trabalho.

Essa sinergia entre spine-leaf e SDN facilita a adoção de novas tecnologias e a gestão de redes mais complexas.

Um case de rede spine-leaf em Data Center Corporativo?

O Data Center da Sanepar, implantado pela Zeittec em Curitiba, é um exemplo prático da aplicação desse tipo de topologia em infraestruturas de missão crítica que necessitam de alta performance.

Como a Sanepar controla o abastecimento de água para mais de 11 milhões de paranaenses, a companhia optou por um ambiente de processamento que oferecesse segurança contra indisponibilidades, escalabilidade e rapidez no tráfego de dados.

Na rede spine-leaf instalada pela Zeittec, cada rack de servidores é conectado diretamente a um switch leaf. E cada switch leaf é conectado a um switch de camada superior – spine. A camada spine é o backbone da rede. E este é responsável por interconectar todos os switches da camada leaf.

Com isso, se um dos switches de nível superior falhar, o Data Center sofre apenas uma degradação leve no seu desempenho, já que possui múltiplos caminhos de comunicação. Isso garante redução de falhas na transmissão de dados, ou seja, alta disponibilidade.

“Hoje a companhia dorme tranquila porque seus sistemas não param” – afirma a diretora administrativa da Sanepar, Priscila Brunetta.

Para ela, a empresa agora tem “um Data Center seguro, robusto e contundente”.

A arquitetura spine-leaf também oferece alta escalabilidade. Isso porque a capacidade da rede (largura de banda) pode ser aumentada com a adição de conexões entre switches leafs e  spines.

“Cada rack é conectado com porta MPO e cabo de 40 Gb direto nos ativos de rede, direto no switch leaf.  Isso é um diferencial e uma tendência cada vez maior no mercado em termos de conectividade” – explica o diretor técnico da Zeittec, Fabrício Costa.

Conheça o Data Center da Sanepar no vídeo abaixo!

Prepare-se para o futuro com um Data Center spine-leaf

Implementar uma rede spine-leaf pode ser o diferencial necessário para que um Data Center atenda às demandas futuras, garantindo não apenas performance, mas também flexibilidade e robustez no longo prazo.

Tudo indica que as redes spine-leaf são mais do que uma tendência passageira. Elas representam a evolução lógica da infraestrutura de rede em Data Centers corporativos.

Com sua capacidade de escalar de forma eficiente, reduzir a latência, melhorar a resiliência e facilitar a automação, essa arquitetura está se tornando a escolha dominante para empresas que buscam desempenho superior em suas operações de TI.

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