ハイパースケールITは、自殺的なほど高額なネットワークコストの脅威にさらされています。ノード数が数千、数万に達すると、個々のノード接続、ネットワークの複雑さ、そして従来の（リーフ＆スパイン）設計における帯域幅の組み合わせがコストに悪影響を及ぼすため、ネットワークインフラのコストは急上昇します。
キネティックディスクドライブや、最終的にはSSDのように、個々のノードがサーバーやストレージアレイに比べてチップ単位で安価になると、この影響はさらに大きくなります。キネティックドライブは個別のイーサネット接続と、オブジェクト形式のGET/PUTコマンドに応答するオンボードプロセッサを備えています。Seagateは2013年にKineticシリーズでこの種のディスクドライブの製造を開始しました。Western Digital/HGSTと東芝もこれに追随し、標準化を推進するためのKOSP業界コンソーシアムが設立されました。
ハイパースケールデータセンターにキネティックドライブで構成されたアーカイブアレイがあるとすれば、10,000ノード規模のネットワークは現実的な構想と言えるでしょう。従来のデータセンターネットワークは、コア、ディストリビューション、アクセスデバイス／スイッチからなる階層型の3層構造を基盤としています。この設計では、トラフィックはNorth-South方向に集中しており、データパケットはソースデバイスから出て階層を上り、その後下降してターゲットに到達します。
これは、大規模ネットワークや、階層を上下に流れるトラフィックではなく、ファブリックを横断する東南方向のトラフィックフローに適した、2層のスパイン／リーフ設計への移行です。例えば、Aristaはこのような設計を推奨しています。
ネットワークスタートアップ企業のRockport Networksは、ネットワークノード数が1,000から10,000以上になると、これも複雑で扱いにくく、コストも増大すると述べています。同社は、スパインとリーフの欠点を克服するため、独自のトーラスベースのネットワークスキーム*を開発しています。
これを説明するためにスプレッドシートベースのモデルを作成し、10,000 個のディスク ノードと 10,000 個の SSD ノードのネットワークの両方の結果をグラフ化しました。
ディスクドライブノードを搭載したトーラスベースのネットワークでは2,500万ドルの優位性があり、SSDノードでは9,420万ドルという莫大な優位性があります。これはどのように算出されるのでしょうか？
同社は 2 つのスライドを示しました。1 つは基本的なコスト計算の考え方を示したものです。
2 番目のスライドでは、これらのコストの適用を図でまとめています。
2枚目のスライドの右端の列をグラフ化したのが、当社の独自のグラフです。この2枚のスライドから注目すべき点は以下のとおりです。
10,000 台の 10 TB ディスク ドライブと従来のネットワークを備えた IT 展開には、ドライブに 3,000 万ドル、ネットワークに 1,950 万ドル、合計 4,950 万ドルのコストがかかります。
- 従来のネットワークのコストは HDD コストの 0.6 倍です。
- 450万ドルかかるロックポートのネットワークに置き換えると、合計は3,450万ドルに下がり、1,500万ドルの節約になります。
- ロックポート ネットワークは、従来の展開に比べて 30.3 パーセントのコストを節約します。
- ロックポート ネットワークのコストは従来のネットワークより 76.9% 低くなります。
また、SSD のケースでは、10,000 台の 4TB ソリッド ステート ドライブと従来のネットワークを備えた IT 展開には、ドライブに 2,400 万ドル、ネットワークに 9,870 万ドル、合計 1 億 2,270 万ドルのコストがかかります。
- 従来のネットワークのコストは SSD の 4.1 倍になります。
- 450万ドルの費用がかかるロックポートのネットワークに置き換えると、合計は2,850万ドルに下がり、9,420万ドルの節約になります。
- ロックポート ネットワークは、従来の展開に比べて 76.7 パーセントのコストを削減します。
- ロックポート ネットワークのコストは従来のネットワークより 95.4% 低くなります。
- SSD は、1 GB あたり HDD の 2 倍のコストがかかります。
従来の HDD および SSD システムの展開では、Mellanox スパイン スイッチとリーフ スイッチが使用され、HDD システムでは 40Gbit/s の帯域幅、SSD システムでは 100Gbit/s の帯域幅が使用されるため、ネットワーク コストは 5 倍高くなります。
ロックポートは、ネットワークスイッチがラックスペースを占有するため、クラウドサービスプロバイダーにとっては、直接的な収益を生み出すデバイスのためのラックスペースが確保できないと指摘しています。例えば、ラックあたり4Uのラックスペースがネットワークスイッチによって占有されている場合、そのスペースは、クラウドサービスプロバイダーの顧客が仮想マシンでアプリケーションを実行するために課金されるサーバーに使用できません。
したがって、ロックポートが提示したモデルによれば、同社のトーラス ネットワークは、スパイン/リーフ型ネットワークよりも大幅に低コストであり、また、ブロックされているラック スペースの利用を開放することで CSP の収益創出能力を高めることもできます。
これに対する当社の見解は、運動学的駆動方式のドライブを広範囲に展開するには、ネットワーク コストと複雑さという大きな潜在的な阻害要因があり、Rockport のトーラス ネットワーク アーキテクチャによって、ネットワーク上の巨大な象が、サイズ (およびコスト) の面ではるかに扱いやすい哺乳類にまで縮小されるというものです。®
*階層型 3 層ネットワークが 2 層のスパインおよびリーフ アーキテクチャに移行すると、Rockport のトーラスベースのアーキテクチャを実質的に単一層として考えることが魅力的になります。
