Qu’est-ce que l’interconnexion de datacenter à datacenter ?

Il s’agit de la technologie utilisée pour relier entre eux deux datacenters ou plus dans le but de regrouper les ressources, d’équilibrer les charges de travail des employés, de répliquer des données ou de mettre en œuvre des plans de récupération après sinistre tout en fournissant des données commerciales plus proches de la périphérie. Les DCI de fibre optique peuvent être divisées en trois catégories, en fonction de la distance de transmission :

• DCI de campus : en général dans un rayon de 5 km maximum, interconnectant plusieurs datacenters sur un même campus 
• DCI métropolitaine : dans un rayon de 100 km entre le datacenter et le campus, au sein d’une région et/ou d’une zone de disponibilité. 
• DCI sous-marine : interconnexion de datacenter à datacenter sur de très longues distances (des centaines de kilomètres), utilisant des câbles optiques sous-marins   

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Un large éventail de technologies de transport optique est utilisé pour maximiser la bande passante et minimiser la latence à mesure que le cloud computing et l’Internet des objets (IdO) continuent à introduire de nouveaux niveaux d’évolutivité et de complexité.

La demande de stockage et de débit a entraîné une augmentation des nouveaux datacenters au niveau mondial, y compris en ce qui concerne la catégorie Hyperscale, avec des milliers d’interconnexions entre ces centres. Avec la modulation 256 QAM, la 400G peut désormais être obtenue sur une longueur d’onde unique. Cette innovation permet l’accroissement de la capacité devenu indispensable alors que les tests de détection des défauts, de débit, de latence et de tension demeurent essentiels durant les phases d’installation.  

VIAVI soutient le marché de l’interconnexion entre datacenters de bout en bout en fournissant des solutions pour datacenters puissantes et innovantes pour la construction, la mise en service, l’expansion et la surveillance des DCI. Cette approche holistique inclut une solide vérification des performances des DCI, ainsi que des tests complets des équipements essentiels qui peuplent l’écosystème Hyperscale.    

Le terme « Hyperscale » est désormais associé à des sites gigantesques hébergeant d’innombrables serveurs dans des complexes qui semblent interminables. Les secteurs des fournisseurs de services de cloud, des fournisseurs de contenu Internet (ICP) et du stockage de big data ont en effet fait passer leurs infrastructures physiques à des niveaux sans précédent. 

Le terme Hyperscale est de plus en plus utilisé pour définir non seulement l’échelle et la taille de ces nouveaux datacenters, mais aussi leur architecture. Leur taille et leur échelle constituent un bon point de départ. Les datacenters Hyperscale contiennent au minimum 5 000 serveurs en exploitation et occupent une surface d’au moins 930 m². Cependant, en général, les sites Hyperscale sont beaucoup plus grands et hébergent très souvent des dizaines de milliers de serveurs. Au-delà de leur surface et du nombre de serveurs, ce qui se passe à l’intérieur des sites Hyperscale est tout aussi important. Ils sont en effet conçus pour fournir un éventail d’applications vierges évolutives et homogènes en utilisant des infrastructures de plus en plus ventilées, à haute densité et optimisées au maximum. 

Un site Hyperscale peut et doit être capable de fournir un service presque parfait à plusieurs millions de clients. Malgré les avantages de l’informatique personnalisée, des réseaux haut débit et des logiciels de virtualisation avancés qui occupent plus de biens immobiliers que de nombreuses villes, aucun datacenter n’est en mesure de prendre en charge ces demandes de manière indépendante. Dans le nouveau paradigme de l’Hyperscale, les solutions de connectivité des datacenters apportent l’élément reliant entre eux tous les sites et permettent ainsi à un vaste conglomérat de se comporter comme une entité unique. Les entreprises de soins de santé ne sont que l’un des nombreux secteurs qui bénéficient de cette technologie.   

Permettant un déploiement rapide, les solutions d’interconnexion constituent une méthode efficace pour maintenir les niveaux d’évolutivité et de polyvalence sans nécessiter plus de serveurs ou de surface carrée. La dépendance envers cette technologie d’interconnexion de datacenter à datacenter, indispensable aux liaisons métropolitaine et longue distance, s’est accompagnée d’une vulnérabilité accrue aux intrusions externes, aux coupures accidentelles et aux déconnexions pouvant mener à des dégradations coûteuses. C’est pourquoi les solutions de surveillance de la fibre optique et de contrôle des performances constituent des outils essentiels et proactifs de protection de l’interconnexion de datacenter à datacenter, tout en minimisant le temps moyen de réparation (MTTR). 

À mesure que les datacenters continuaient à croître en taille et en complexité, leur architecture a elle aussi évolué. Les modèles architecturaux traditionnels à trois niveaux, composés de routeurs de base, de routeurs agrégés et de commutateurs, ont été remplacés par des architectures de « dorsale (Leaf/Spine) » afin de répondre aux demandes des solutions Hyperscale. L’architecture de haut de rack (ToR) réduit les câblages en rassemblant des connexions entre les commutateurs et les serveurs au sein du rack. L’architecture de fin de rangée/milieu de rangée (End of Row/Middle of Row, EoR/MoR) regroupe les ports de commutateurs dans des emplacements désignés et, dans certains cas, elle utilise un panneau de brassage au centre pour une meilleure connectivité.

Avec des exigences de débit de l’ordre du Terabit par seconde (Tbit/s) entre les datacenters, les solutions architecturales doivent aussi prendre en compte la configuration d’interconnexion du datacenter. L’infrastructure de la fibre optique est sélectionnée en se basant sur la localisation relative, sur le volume du flux de trafic est/ouest et sur la configuration matérielle de chaque centre. Une densité extrême, des câblages à haute teneur en fibres optiques, la modulation 256 QAM et un multiplexage en longueur d’onde dense (DWDM) constituent des options essentielles dans ce mélange architectural. Un transport d’interconnexion de datacenter à datacenter longue distance sur 80 km ou plus augmente également la latence et peut exiger une amplification EDFA ou Raman (ou même d’autres éléments d’amplification active) qui n’est pas nécessaire pour les déploiements métropolitains ou propres aux campus.

L’interconnexion de datacenter à datacenter s’étend-elle jusque dans le datacenter lui-même ? 

Bien que l’interconnexion de datacenter à datacenter constitue un composant intégral de l’architecture des datacenters, il s’agit également d’une entité indépendante, avec ses considérations propres en matière de test et de fiabilité, qui exige donc des solutions personnalisées.  

Des solutions d’interfaces avancées et montées sur rack installées dans la salle d’accueil fournissent des points de connexion et d’accès pour les terminaisons. Les cartes d’interface contenues dans ces appareils introduisent des fonctions de transpondeur, de commutation et de multiplexage qui complètent la transmission de l’interconnexion de datacenter à datacenter vers le datacenter. 

La densité et la compression d’équipement caractérisant la plupart des centres contrastent fortement avec les délicates solutions qui peuvent les étendre sur des centaines de kilomètres. Cette combinaison d’attributs et de contraintes physiques engendre des défis uniques en matière de tests et de certification, lesquels ne peuvent être compensés que par une large gamme de solutions de test. 

Les solutions avancées de certification des réseaux optiques telles que le SmartClass Fiber OLTS-85 de VIAVI permettent une certification de réseau optique de niveau 1 à l’aide d’un appareil compact unique. En outre, elles fournissent de la visibilité sur les tests aux deux extrémités (locale et distante) de la liaison. Le MPOLx est un kit de test de perte optique aux fonctions complètes, conçu spécifiquement pour la détection des pertes, l’identification de la polarité, l’inspection des connecteurs optiques et la certification des interfaces de connexion MPO natives. 

L’extension continue de la demande par les clients a entraîné une croissance exponentielle des nouveaux datacenters Hyperscale et des installations DCI et une complexité croissante des charges de travail. Ces nombreuses constructions reflètent la transition qui s’effectue des centres autonomes traditionnels vers une structure de réseau en « filet » qui se définit par une utilisation plus importante de l’interconnexion de datacenter à datacenter. De la même façon, les stratégies en matière de tests et mettent davantage l’accent sur l’automatisation, les dépendances, la sécurité des réseaux de fibre optique et l’agrégation des connexions.  

Pour atteindre une disponibilité 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et 365 jours par an, des mesures de performances telles que le débit, la latence et le taux d’erreur binaire (Bit Error Rate, BER) doivent désormais être testées et contrôlées avec soin à l’intérieur comme à l’extérieur du centre. Les kilomètres de fibre optique connectant les centres entre eux constituent autant de nouvelles sources possibles de pannes ou d’interruptions, lesquelles peuvent potentiellement affecter des millions d’utilisateurs, de personnes, de clients et d’employés.  

Il peut s’avérer difficile d’identifier les problèmes au sein de ces réseaux complexes. C’est pourquoi les solutions utilisées doivent privilégier la visibilité et l’évolutivité. Le déploiement rapide de sites Hyperscale et d’interconnexions de datacenter à datacenter exclusifs a conduit à la création de protocoles et d’infrastructures d’interopérabilité plus nombreux basés sur des spécifications exotiques ou propriétaires qui compliquent plus encore le développement des solutions de test.  

Un haut volume de connexions et de canaux, associé à une demande élevée en matière de fiabilité et de disponibilité, rend les tests des réseaux et des services essentiels pour ce type d’environnements. On attend souvent des interconnexions de datacenter à datacenter Hyperscale qu’elles fonctionnent à pleine capacité de manière continue. Les solutions de surveillance impliquant peu ou pas d’intervention humaine conviennent tout naturellement à ces environnements, en particulier celles qui peuvent être lancées et contrôlées depuis des points d’accès virtuels. L’unité de test montée sur rack MAP-2100 peut réaliser des tests de débit de bande passante à haute précision (RFC 2544, Y.1564) pour les interconnexions de datacenter à datacenter en direction et en provenance de sites dépourvus d’intervenants humains. 

Pour être efficace, une stratégie de test des interconnexions de datacenter à datacenter doit débuter par une stratégie privilégiant la visibilité de bout en bout (e2e) lors des étapes de planification et de déploiement et la poursuivant durant les phases de gestion et de maintenance continues. L’interopérabilité est un élément clé des solutions de test en environnements d’interconnexion de datacenter à datacenter, car les outils de test qui prennent en charge les API ouvertes offrent davantage de flexibilité et permettent aux organisations Hyperscale d’établir leur propre code d’automatisation.  

À mesure que ces nouveaux environnements progressent dans leur transformation symbiotique, VIAVI Solutions continue à collaborer étroitement avec les organismes de normalisation sur des initiatives open source et des meilleures pratiques qui préservent l’autonomie et l’ouverture aux innovations.  

Solutions d’interconnexion entre datacenters 

Les défis associés à l’installation, à l’activation et à la surveillance des interconnexions de datacenter à datacenter imposent de travailler collectivement au développement des meilleures solutions de test de la fibre optique afin de garantir une qualité de service ininterrompue. L’évolution rapide de la technologie Hyperscale, associée aux facteurs d’utilisation élevés qui façonnent les interconnexions de datacenter à datacenter, laisse très peu de marge d’erreur. 

Inspection des connecteurs optiques 
La fibre optique est l’élément essentiel des solutions de connectivité. Les solutions d’inspection des connecteurs optiques polyvalentes représentent également un élément important de la vérification et peuvent permettre, durant la phase d’installation, d’éviter l’apparition de défauts ou de contaminations potentiellement susceptibles d’affecter la performance. Les solutions d’inspection de VIAVI offrant des routines automatisées, des facteurs de forme compacts et une connectivité multifibres constituent une base solide pour l’assurance de connexion de la fibre optique dans les interconnexions de datacenter à datacenter.    

Transport haut débit 400G et 800G 
Les exigences en bande passante qui pèsent sur les réseaux extrêmes se répercutent sur les interconnexions transportant d’importants volumes d’informations sur de grandes distances. L’Ethernet Terabit dans les catégories 400G et 800G fait désormais partie des technologies de transport employées dans le cadre de l’interconnexion entre datacenters qui exigent un niveau de tests BER et une prise en charge de la modulation PAM-4 plus sophistiqués. Les solutions de test intégrant ces technologies de pointe pour datacenters sont très précieuses durant les phases de développement, de déploiement et de maintenance, tout au long du cycle de vie. 

Réseaux métropolitains 100G et 200G 
Dans la catégorie métropolitaine, les interconnexions de datacenter à datacenter mesurent en général entre 5 et 80 km et permettent des relier des sites dans des villes avoisinantes ou dans des zones géographiques de taille moyenne. Les interconnexions métropolitaines utilisent souvent des topologies de réseau de 100G ou 200G exigeant des tests de qualification, de caractérisation et de performance du lien fibre optique afin de garantir une performance optimale. Les solutions de test de réseau et de fibre optique « tout-en-un » utilisant des scripts de test automatisés offrent l’efficacité requise en matière de test d’activation, de débit et de latence haute précision. 

Surveillance de la fibre optique et tests de la fibre optique à distance à la demande 
Les interconnexions de datacenter à datacenter exigent une protection constante contre les intrusions, les dégradations accidentelles, les coupures et les ruptures afin de garantir une disponibilité maximale et une latence minimale. Une dégradation, même mineure, de la qualité de la fibre optique peut réduire de manière significative le débit et augmenter les taux d’erreur binaire. 

Avec une capacité tendue à la limite, il n’y a pas de place pour une performance compromise. Les unités de test OTDR montées sur rack FTH-5000 ou FTH-9000 fonctionnent conjointement au système de surveillance à distance des réseaux optiques ONMSi afin de former une solution proactive et automatisée pour une surveillance continue. La localisation extrêmement précise des défauts de la fibre optique déclenche des évaluations et des alertes instantanées. En utilisant une longueur d’onde située entre 1 625 et 1 650 nm, le centre peut être testé à la demande (tout en demeurant en service) après une réparation, ou être régulièrement contrôlé avec une très courte durée de balayage par fibre. La surveillance de la fibre optique automatique et distante découvre et localise les défauts de la fibre optique, lesquels peuvent alors faire l’objet d’un suivi sur la durée afin d’identifier les dégradations susceptibles de provoquer une latence et des taux d’erreur binaire élevés.  

La maintenance préventive peut empêcher 20 % des dégradations causées par les installations de fibre optique. Dans le cas d’une fibre optique louée, les deux parties ont accès aux données objectives leur permettant de délimiter le défaut sur la fibre, d’effectuer les réparations nécessaires en envoyant l’équipe appropriée et de gérer les indicateurs de performance clé du MTTR (temps moyen de restauration/résolution).  Cette technique est essentielle pour gérer les termes des accords de niveau de service en matière de disponibilité, car un tiers des dégradations en datacenter sont causées par des problèmes d’installations de fibre optique. 

Les DCI typiques disposeront de deux ou trois canaux de fibre optique redondants et géographiquement uniques pour garantir résistance et haute disponibilité. Les produits de surveillance de la fibre optique et ONMSi peuvent tous deux garantir la visibilité sur l’état de l’interconnexion entre datacenters et fournir des notifications rapides en cas de menace due à une rupture, une contrainte, un connecteur défectueux et des connecteurs de jarretière délogés/déconnectés interrompant la transmission. 

Enfin, en utilisant le FTH-9000 modulaire à haute puissance en mode de sensibilité élevée, il devient possible d’identifier automatiquement les menaces pour la sécurité provenant de pirates de la fibre optique cherchant à copier un trafic. Cette opération s’effectue en ajoutant un coupleur optique sur la liaison et en appliquant une contrainte à la fibre optique afin de capturer une petite quantité de lumière. C’est là un moyen économique d’accéder à des millions de dollars de trafic de datacenter sans être détecté. Une solution de surveillance de la fibre optique conçue pour ce cas de figure et utilisant un OTDR ultra performant et des calculs brevetés est indispensable pour se protéger contre ce type d’intrusions. La plupart des interconnexions de datacenter à datacenter transportent des informations personnelles sensibles et réglementées qui doivent être protégées contre le vol, et la surveillance automatisée constitue la première ligne de défense.  Même si les informations sont chiffrées, les codes peuvent être cassés ou volés avec le temps ; c’est pourquoi la suppression pure et simple des vols est essentielle. 

Tests et activation virtuels 
Les tests des réseaux métropolitains et principaux en « filet » sont grandement simplifiés par les agents de test virtualisés. La plateforme logicielle Fusion peut être utilisée pour faciliter l’activation de service virtuelle et la surveillance des performances via une combinaison d’agents de tests virtuels et d’équipements intégrés au réseau. Avec l’expansion des interconnexions globales entre datacenters, ces outils réduisent les interventions de techniciens sur le terrain et permettent des déploiements et des vérifications plus rapides, tout en protégeant la prise en charge des accords de niveau de service. 

Tests et certification de la fibre optique 
À mesure que la bande passante continue de s’étendre, il devient nécessaire de multiplier la capacité de la fibre optique pour être en mesure de répondre aux exigences des clients. Cela se traduit par un volume plus important et davantage de diversité sur le marché des services, avec des terminaisons/utilisateurs plus nombreux et d’innombrables opportunités de monétisation. Les réseaux de fibre optique constituent une solution évidente aux contraintes de la bande passante.  

La réflectométrie optique/la caractérisation de la fibre optique et les tests OSA prennent en charge la mise en service et la construction des interconnexions de fibre optique à haute capacité actuelles, ainsi que leurs tests en service. VIAVI propose la gamme de testeurs optiques la plus complète qui soit et prend en charge les tests de la fibre optique essentiels pour les phases d’installation, de maintenance et de recherche de panne grâce à l’automatisation intégrée de l’ensemble des tests, des plus simples aux plus complexes. 

Câble ruban multifibres MPO 
Le format compact et la densité de fibres optiques propres aux connecteurs à câble ruban multifibres (MPO) constituent une autre alternative pour les datacenters Hyperscale et les interconnexions surchargées. Les outils d’inspection et de test offrant une convergence de la connectivité MPO native, des workflows automatisés et la création rapide et fiable de rapports permettent d’exploiter pleinement l’évolutivité et l’efficacité des connecteurs multifibres.