Wat is Fabric-Based Computing (FBC)? | phoenixNAP IT-woordenlijst

Fabric-based computing (FBC) is een architectuurbenadering waarbij computer-, opslag- en netwerkbronnen via een snelle, op fabric gebaseerde verbinding in één systeem worden geïntegreerd.

Wat is fabric-based computing?

Fabric-based computing is een modulaire computerarchitectuur die traditionele hardware componenten zoals processors, geheugen, mediaopslagen netwerkinterfaces, en verbindt ze via een snelle, latentiearme infrastructuur. Deze infrastructuur vormt de ruggengraat voor de communicatie tussen resources, waardoor ze dynamisch kunnen worden ingericht, gepoold en beheerd.

FBC-systemen zijn ontworpen om de beperkingen van vaste, server-gebaseerde infrastructuren door grotere flexvermogen, schaalbaarheid, en hulpbronnenefficiëntie. Door softwaregedefinieerde besturing en virtualisatietechnologieën, maakt FBC het mogelijk om werklasten te optimaliseren op basis van realtime-eisen, en zo agile te ondersteunen data center operationele processen en verbeterde algehele prestaties.

FBC is met name geschikt voor omgevingen die snelle schaalbaarheid vereisen, zoals cloud, high-performance computingen grootschalige bedrijfswerklasten.

Componenten van fabric-based computing

Hieronder staan de belangrijkste onderdelen van fabric-based computing, samen met uitleg over hun rol in de architectuur:

Rekenknooppunten. Dit zijn modulaire verwerkingseenheden die bestaan uit CPUs or GPU's Zonder gebonden te zijn aan lokale opslag of specifieke netwerkinterfaces. Ze maken verbinding met de infrastructuur en kunnen dynamisch worden toegewezen aan workloads op basis van prestatiebehoeften.
Geheugenmodules. Het geheugen is gescheiden van de rekenknooppunten en beschikbaar gesteld als een gedeelde pool via de infrastructuur. Deze desaggregatie maakt meer mogelijk. flexSchaalbaar geheugen en efficiënt gebruik van meerdere computerbronnen.
Opslagsystemen. Bij FBC wordt de opslag via de stof benaderd in plaats van dat deze aan individuele onderdelen is bevestigd. serversDeze centralisatie maakt een betere gegevensbeheer, hoge beschikbaarheiden snelle toegang tot alle computerbronnen.
Stoffen verbinding. De fabric is de snelle communicatiebackbone die alle gescheiden bronnen met elkaar verbindt. Het maakt doorgaans gebruik van technologieën zoals InfiniBand, PCIe, Ethernetof gepatenteerde verbindingen om gegevensoverdracht met een lage latentie en hoge doorvoersnelheid tussen componenten te garanderen.
Netwerkinterfacemodules. Deze bieden toegang tot externe netwerken en beheren het verkeer tussen de infrastructuur en externe systemen. Ze helpen bij het efficiënt routeren van gegevens tussen gedistribueerde workloads en externe clients. cloud services.
Software voor beheer en orkestratie. Deze softwarelaag coördineert alle componenten en maakt dynamische provisioning, monitoring en schaalbaarheid van resources mogelijk. Het omvat doorgaans automatiseringstools, APIsen een gecentraliseerd dashboard voor het beheren van workloads, beleid en de gezondheid van de infrastructuur.
Virtualisatielaag. Virtualisatie abstraheert de fysieke hardware en maakt resourcepooling en -isolatie mogelijk. flexmogelijke inzet van virtuele machines, containers of bare-metal workloads zonder beperkingen door fysieke grenzen.

Belangrijkste kenmerken van fabric-based computing

Dit zijn de belangrijkste kenmerken van FBC:

Desaggregatie van hulpbronnen. FBC scheidt rekenkracht, geheugen, opslag en netwerken in onafhankelijke resourcepools. Hierdoor kan elk onderdeel onafhankelijk schalen en op aanvraag worden toegewezen, wat het gebruik en de efficiëntie verbetert. flexbaarheid vergeleken met traditionele server architecturen.
Snelle verbinding. Een centraal kenmerk van FBC is het gebruik van een snelle, lage latentie-fabric (zoals InfiniBand, PCIe, of geavanceerd Ethernet) dat alle losse componenten met elkaar verbindt. Dit zorgt voor snelle communicatie tussen resources, wat cruciaal is voor prestaties en responsiviteit.
Dynamische toewijzing van middelen. Resources in een FBC-omgeving worden dynamisch toegewezen op basis van de workloadvereisten. Compute nodes kunnen worden voorzien van precies de juiste hoeveelheid geheugen, opslag en bandbreedte op elk gewenst moment nodig is, waardoor overprovisioning en verspilling worden verminderd.
Softwaregedefinieerde besturing. FBC maakt intensief gebruik van softwarematig gedefinieerde beheertools om de provisioning, schaalbaarheid en monitoring van resources te orkestreren en automatiseren. Dit maakt snelle implementatie en herconfiguratie van workloads mogelijk zonder fysieke tussenkomst.
Schaalbaarheid en modulariteit. De architectuur ondersteunt naadloze schaalbaarheid. Nieuwe reken-, opslag- of geheugenmodules kunnen aan de infrastructuur worden toegevoegd zonder de bestaande processen te verstoren, waardoor het systeem eenvoudig kan worden uitgebreid naarmate de behoeften veranderen.
Flexibiliteit van de werklast. Omdat resources worden gebundeld en van hardware worden gescheiden, kunnen workloads in realtime over de infrastructuur worden verplaatst, geschaald of opnieuw worden verdeeld. Deze flexibiliteit ondersteunt cloud-native applicaties, AI / ML verwerking, en high-performance computing.
Verbeterde fouttolerantie en veerkracht. Gedesaggregeerde en gepoolde resources zorgen voor een veerkrachtiger systeemontwerp. Als één component uitvalt, kan de werklast worden herverdeeld over gezonde componenten in de infrastructuur, wat de algehele prestaties verbetert. beschikbaarheid en verminderen uitvaltijd.
Ondersteuning van geconvergeerde infrastructuur. FBC is zeer geschikt voor convergentie of hypergeconvergeerde infrastructuren, waar computing, opslag en netwerken worden geïntegreerd en beheerd als één systeem. Het helpt IT-activiteiten te stroomlijnen en vermindert de complexiteit van het beheer van verschillende systemen.

Hoe werkt fabric-based computing?

Fabric-based computing werkt door traditionele server Componenten – zoals CPU, geheugen, opslag en netwerk – worden met elkaar verbonden via een supersnelle infrastructuur met lage latentie. In plaats van vaste hardwareconfiguraties maakt FBC gebruik van een gedeelde resourcepool, waarbij elk element onafhankelijk kan worden geschaald en ingericht op basis van realtime workloadvereisten.

De infrastructuur fungeert als de communicatiebackbone, waardoor computerknooppunten toegang hebben tot externe geheugen- of opslagmodules alsof ze lokaal zijn, dankzij technologieën zoals InfiniBand, PCIe of geavanceerd Ethernet. Orchestratiesoftware en een virtualisatielaag abstraheren de onderliggende hardware en bieden gecentraliseerde controle, waardoor systeembeheerders om dynamisch bronnen toe te wijzen, inrichting te automatiseren en werklasten te optimaliseren zonder handmatige herconfiguratie.

In de praktijk zorgt de beheersoftware, wanneer een workload wordt gestart, voor precies de juiste hoeveelheid CPU, geheugen en opslagcapaciteit en haalt deze resources uit de gedeelde pools. Zodra de taak is voltooid of de workload verandert, worden resources opnieuw toegewezen of vrijgegeven, wat de algehele efficiëntie en schaalbaarheid verbetert. Deze architectuur ondersteunt naadloze schaalbaarheid, hoge beschikbaarheid en verbeterd gebruik, waardoor deze ideaal is voor cloud omgevingen, AI/ML-verwerking en high-performance computing.

Gebruiksscenario's voor fabric-based computing

Hier zijn enkele veelvoorkomende use cases voor FBC:

Hoogwaardige computing. FBC is ideaal voor HPC-omgevingen die grootschalige reken- en geheugenresources vereisen met verbindingen met lage latentie. Gedesaggregeerde componenten zorgen ervoor dat workloads alleen de benodigde resources gebruiken en tegelijkertijd snelle gegevensoverdracht tussen rekenknooppunten, geheugenbanken en opslagsystemen mogelijk maken.
Kunstmatige intelligentie en machine learning werklast. AI/ML-taken vereisen vaak variabele combinaties van GPU's, CPU's en geheugen. FBC maakt dynamische provisioning van deze componenten mogelijk, afgestemd op de specifieke vereisten van elke trainings- of inferentietaak, wat de prestaties en kostenefficiëntie verbetert.
Cloud infrastructuur en multi-tenant-omgevingen. FBC ondersteunt multi-tenant cloudDoor gedetailleerde toewijzing en isolatie van resources mogelijk te maken. Serviceproviders kunnen dynamisch reken-, geheugen- en opslagresources toewijzen aan gebruikers zonder hardware te overprovisioneren of te weinig te gebruiken.
Data-analyse en big-dataverwerking. Big data-applicaties profiteren van FBC door snelle toegang tot grote geheugenpools en opslag met hoge doorvoer. Gedesaggregeerde opslag en rekenkracht helpen bij het optimaliseren van parallelle dataverwerkingsframeworks zoals Hadoop or Vonk.
Herstel na een ramp en migratie van werklasten. Het vermogen om snel middelen opnieuw toe te wijzen maakt FBC geschikt voor ramp herstelWerklasten kunnen worden gemigreerd over een fabric-connected infrastructuur met minimale downtime, waardoor de veerkracht wordt verbeterd en bedrijfscontinuïteit.

Wat zijn de voordelen en uitdagingen van fabric-based computing?

Fabric-based computing biedt een moderne, flexmogelijke aanpak van data center Architectuur door resources te ontkoppelen en te bundelen voor dynamische toewijzing. Hoewel dit aanzienlijke voordelen biedt op het gebied van schaalbaarheid, prestaties en resource-efficiëntie, introduceert het ook complexiteit en potentiële integratie-uitdagingen.

Voordelen van fabric-based computing

Hieronder worden de belangrijkste voordelen van FBC uitgelegd:

Verbeterd gebruik van hulpbronnen. Met FBC kunnen gescheiden resources – rekenkracht, geheugen, opslag – worden gedeeld over workloads, waardoor ongebruikte capaciteit en overprovisioning worden verminderd. Dit leidt tot efficiënter hardwaregebruik en lagere kosten. totale eigendomskosten (TCO).
Verbeterde schaalbaarheid. Omdat componenten modulair zijn en via een supersnel netwerk met elkaar verbonden, kunnen extra reken-, geheugen- of opslagbronnen onafhankelijk worden toegevoegd zonder de bedrijfsvoering te verstoren, waardoor een naadloze integratie wordt ondersteund. horizontaal en verticaal schalen.
toegenomen flexbillijkheid en behendigheid. FBC maakt dynamische toewijzing van resources mogelijk om in realtime aan de werklast te voldoen. Deze flexibiliteit ondersteunt moderne toepassingen zoals AI, big dataen cloud-native services met variabele prestatievereisten.
Snellere implementatie van werklasten. Met softwaregedefinieerde controle en gecentraliseerde orkestratie kunnen IT-teams snel infrastructuur inrichten en herconfigureren zonder handmatige tussenkomst. Dit versnelt ontwikkeling, het testen vanen productie implementatiecycli.
Minder uitvaltijd en verbeterde veerkracht. FBC-architecturen maken automatische herverdeling van de werklast mogelijk in geval van een componentstoring. Gedesaggregeerde resources kunnen worden vervangen of omzeild zonder het hele systeem te beïnvloeden, wat de beschikbaarheid en fouttolerantie verhoogt.
Lagere bedrijfs- en kapitaalkosten. Door overprovisioning te vermijden en een betere resourcedeling mogelijk te maken, vermindert FBC zowel CapEx (minder onderbenutte servers) en OpEx (lagere energie-, koel- en onderhoudskosten).
Ondersteuning voor heterogene workloads. FBC-omgevingen kunnen een breed scala aan workloads ondersteunen – virtuele machines, containers, bare-metal-applicaties – door resources naar behoefte toe te wijzen, waardoor ze geschikt zijn voor gemengd gebruik. data centers.

Uitdagingen voor fabric-based computing

Dit zijn de belangrijkste uitdagingen met betrekking tot fabric-based computing:

Hoge implementatiecomplexiteit. Het implementeren van een FBC-omgeving vereist een heroverweging van traditionele infrastructuurmodellen. De integratie van gedesaggregeerde resources, fabric-interconnects en softwaregedefinieerde orkestratietools kan technisch complex en tijdrovend zijn, vooral voor teams die niet bekend zijn met modulaire architecturen.
Voorafgaande kosten. Hoewel FBC de operationele kosten op de lange termijn kan verlagen, is de initiële investering in gespecialiseerde hardware (bijvoorbeeld snelle fabric switches, modulaire reken-/opslagknooppunten) en beheerplatformen vaak aanzienlijk. Dit kan een belemmering vormen voor kleine of middelgrote organisaties.
Vendor lock-in. Veel FBC-oplossingen zijn gekoppeld aan specifieke hardware of gepatenteerde interconnecttechnologieën, waardoor de mogelijkheden beperkt kunnen zijn. flexDeze lock-in kan innovatie belemmeren en de afhankelijkheid van één leverancier op de lange termijn vergroten.
Planning en orkestratie van bronnen. Effectief beheer en toewijzing van gefragmenteerde resources in realtime vereist geavanceerde orkestratiesoftware. Zonder volwassen tools kunnen organisaties moeite hebben om de prestaties te optimaliseren of hun hardware-investering volledig te benutten.
Beperkte standaardisatie. FBC is nog steeds in ontwikkeling en het gebrek aan gestandaardiseerde protocollen of interfaces belemmert de interoperabiliteit tussen verschillende leveranciers of technologieën. Dit bemoeilijkt de integratie met legacy-systemen or hybride omgevingen.
Veiligheid en isolatie. Gefragmenteerde infrastructuur vergroot de aanvalsoppervlakOm veilige communicatie tussen gedistribueerde componenten te garanderen en de isolatie van tenants in omgevingen met meerdere gebruikers te behouden, zijn robuuste beveiligingsframeworks en continue monitoring vereist.

Fabric-based computing versus traditionele infrastructuur

Hieronder vindt u een vergelijking tussen fabric-based computing en traditionele infrastructuur, weergegeven in een tabel:

Kenmerk/aspect	Fabric-based computing (FBC)	Traditionele infrastructuur
Architectuur	Gedesaggregeerd; componenten zijn modulair en via een structuur met elkaar verbonden.	Monolithisch; vaste configuratie binnen individu servers.
Toewijzing van middelen	Dynamisch en op aanvraag.	Statisch en gebonden aan specifieke servers.
Schaalbaarheid	Eenvoudig schaalbaar door toevoeging van modulaire componenten.	Schalen vereist het toevoegen van hele servers of het upgraden van hardware.
Prestatieoptimalisatie	Geoptimaliseerd via snelle verbindingen met lage latentie.	Beperkt door interne bussnelheden en server architectuur.
beheer	Softwaregedefinieerde, gecentraliseerde orkestratie.	Meestal handmatig of serverPerserver management.
Flexibiliteit	Hoog; resources kunnen opnieuw worden toegewezen aan workloads.	Laag; hulpbronnen zijn fysiek gebonden aan servers.
Kost efficiëntie	Besparing op lange termijn door betere benutting.	Hogere operationele kosten vanwege overprovisioning en onbenutte capaciteit.
Complexiteit van de implementatie	Hoog; vereist gespecialiseerde hardware en orkestratiehulpmiddelen.	Lager; maakt gebruik van conventionele hardware en bekende opstellingen.
Interoperabiliteit	Kan beperkt zijn door leverancierspecifieke oplossingen.	Brede compatibiliteit met standaardcomponenten.
Geschiktheid voor gebruiksscenario	Ideaal voor cloud, HPC, AI/ML en schaalbare omgevingen.	Geschikt voor stabiele, voorspelbare workloads en legacy-systemen.

Fabric-Based Computing versus hypergeconvergeerde infrastructuur

Hieronder vindt u een vergelijking tussen fabric-based computing en hyperconverged infrastructure (HCI) in een tabel:

Kenmerk/aspect	Fabric-based computing (FBC)	Hyperconverged infrastructuur (HCI)
Architectuur	Gedesaggregeerd; computing, geheugen, opslag en netwerken zijn modulair en via fabric met elkaar verbonden.	Geconvergeerd: computing, opslag en netwerken zijn nauw geïntegreerd binnen elk knooppunt.
Resource pooling	Wereldwijde resourcepools die over het hele netwerk worden gedeeld.	Gelokaliseerde resourcepools binnen elk HCI-knooppunt.
Schaalbaarheid	Granulair; afzonderlijke bronnen (bijvoorbeeld alleen geheugen of opslag) kunnen onafhankelijk van elkaar worden geschaald.	Node-gebaseerd; schaal door toevoeging van volledige HCI-knooppunten.
Prestatie	Hoge prestaties; mogelijk gemaakt door verbindingen met een lage latentie en hoge bandbreedte.	Goede prestaties; maar beperkt door de interne bus- en knooppuntcapaciteit.
Flexibiliteit	Zeer flexible; bronnen kunnen dynamisch worden toegewezen en opnieuw worden toegewezen.	Gemiddeld flexmogelijkheden; de bronnen zijn beperkt tot elk knooppunt.
Implementatiecomplexiteit	Hoger; vereist gespecialiseerde weefselverbindingen en orkestratie.	Lager; vereenvoudigde implementatie met kant-en-klare knooppunten.
beheer	Gecentraliseerd en softwarematig gedefinieerd, met gedetailleerde controle over afzonderlijke componenten.	Uniform beheer; geïntegreerde software beheert alle componenten.
Kost efficiëntie	Efficiënt op grote schaal; geoptimaliseerd hardwaregebruik.	Kosteneffectief voor middelgrote implementaties met voorspelbare groei.
Geschiktheid voor gebruiksscenario	Ideaal voor workloads met hoge dichtheid en dynamische taken (AI, HPC, multi-tenant cloud).	Bijzonder geschikt voor VDI, ROBO (remote office/branch office) en algemene IT.
Hardwareleverancierslock-in	Waarschijnlijker; maakt vaak gebruik van gepatenteerde interconnects.	Minder uitgesproken; HCI-platforms ondersteunen een scala aan hardware.

De toekomst van fabric-based computing

Het belangrijkste voordeel van fabric-based computing is het vermogen om te voldoen aan de groeiende vraag naar schaalbare, krachtige en flexBeschikbare IT-infrastructuur. Als data center werklasten worden steeds heterogener, aangestuurd door AI, machine learning, edge computingen realtime-analyses. De uitgesplitste, softwaregedefinieerde architectuur van FBC zorgt voor efficiënter gebruik van resources en dynamische optimalisatie van de werklast.

Vooruitgang in samengestelde infrastructuur, snelle verbindingen (zoals CXL en PCIe van de volgende generatie) en orkestratieplatforms zullen de mogelijkheden van FBC verder vergroten, waardoor het een hoeksteen wordt voor de volgende generatie data centers en cloud omgevingen. Een bredere acceptatie door de industrie zal afhangen van meer standaardisatie, interoperabiliteit en verminderde implementatiecomplexiteit.