Apa itu Top-of-Rack Switching?
Top-of-Rack (ToR) switching adalah desain arsitektur pusat data di mana perangkat komputasi seperti server, appliance, dan switch lain yang berada dalam rak yang sama atau berdekatan terhubung ke switch jaringan dalam rak.
Arsitektur ToR umumnya menempatkan switch fiber jaringan di setiap rak agar lebih mudah terhubung dengan semua perangkat lain dalam rak tersebut. Switch jaringan dalam rak ini kemudian terhubung ke switch agregasi, biasanya melalui kabel serat optik.
Para arsitek jaringan biasanya menempatkan switch ToR di bagian atas rak, tetapi bisa juga di posisi lain. Namun, untuk mempermudah akses ke kabel serat optik horizontal yang menghubungkan switch dalam rak ke switch agregasi, biasanya switch ToR ditempatkan di dekat bagian atas rak.
Opsi Penerapan ToR
Dalam pusat data dengan kepadatan tinggi, switch ditempatkan di setiap rak. Dalam banyak kasus, switch juga terhubung ke perangkat komputasi seperti server bare-metal yang digunakan oleh satu penyewa atau sasis blade server. Setiap switch dalam rak kemudian terhubung ke blok switch agregasi dengan kabel serat optik. Koneksi dalam rak bisa berupa kombinasi kabel tembaga, serat optik, atau kabel akses langsung.
Selain itu, switch ToR menangani berbagai operasi seperti penerusan frame dan paket di Layer 2 dan Layer 3, jembatan pusat data, serta transportasi Fibre Channel over Ethernet untuk rak server yang terhubung dengannya.
Keuntungan dan Tantangan ToR Switching
ToR menawarkan banyak keuntungan, tetapi juga memiliki beberapa tantangan. Dengan ToR, kompleksitas kabel berkurang karena semua server terhubung ke switch dalam rak yang sama, sehingga lebih sedikit koneksi yang perlu dijalankan ke luar rak untuk mencapai switch agregasi.
ToR juga mengurangi panjang dan jumlah kabel yang dibutuhkan. Arsitek jaringan dapat dengan mudah meningkatkan desain ToR ke 10 Gigabit Ethernet (GbE), 40 GbE, atau 100 GbE tanpa biaya besar atau perubahan besar dalam sistem kabel.
Keuntungan lain dari ToR adalah kemampuannya untuk menggabungkan satu switch jaringan untuk dua atau tiga rak jika rak tersebut memiliki kepadatan rendah. Dalam beberapa kasus, arsitektur ToR mendukung penerapan modular. Rak yang sudah dirakit dengan semua kabel dan switch yang diperlukan bisa langsung dikoneksikan dan digunakan di lokasi.
Namun, ToR juga memiliki tantangan, seperti biaya modal dan pemeliharaan yang lebih tinggi. Arsitektur yang terdistribusi dalam desain ToR memerlukan lebih banyak switch fisik. Selain itu, switch ToR bisa saja kurang dimanfaatkan, yang menyebabkan konsumsi daya yang tidak perlu serta peningkatan pendinginan tanpa dampak langsung terhadap performa. Terakhir, jika arsitektur ToR hanya menggunakan satu switch dalam setiap rak, maka kegagalan pada switch tersebut akan menyebabkan seluruh rak menjadi offline.
Perbandingan ToR Switching dan End-of-Row Switching
ToR dan End-of-Row (EoR) switching adalah dua pilihan arsitektur pusat data yang populer untuk menghubungkan sejumlah besar server. Perbedaan utama antara keduanya adalah bahwa dalam desain EoR, setiap server dalam rak langsung terhubung ke switch agregasi utama tanpa melalui switch individu dalam rak.
Desain EoR hampir selalu memerlukan kabel horizontal yang jauh lebih besar. Biasanya, pusat data memiliki beberapa switch EoR, satu untuk setiap baris atau terkadang satu switch untuk menghubungkan beberapa rak. Jika pusat data sudah menggunakan sistem kabel EoR, sering kali lebih mudah dan lebih hemat biaya bagi arsitek jaringan untuk mempertahankannya saat mereka memperbarui perangkat keras switch, dibandingkan mengganti seluruh sistem kabel horizontal untuk beralih ke desain ToR.
Biaya penggantian kabel serta peningkatan biaya modal akibat kebutuhan perangkat keras tambahan dalam arsitektur ToR bisa menjadi alasan bagi operator pusat data untuk tetap menggunakan arsitektur EoR. Namun, dalam penerapan pusat data greenfield yang belum memiliki sistem kabel EoR, manfaat arsitektur ToR sering kali lebih besar daripada peningkatan biaya modal yang relatif kecil.