助け合いフォーラム

Cisco

CCNA(200-301)
問題ID : 31222
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大規模ネットワークにおいて、サーバ間通信の低遅延を実現するネットワーク構成は次のうちどれか。

正解

スパイン&リーフ

解説

スパイン&リーフとは、スパイン層とリーフ層の2階層で構成するモデルで、主にデータセンターで採用されています。

主な特徴は以下の通りです。
・リーフ層のスイッチとスパイン層のスイッチは全て接続する
・リーフ同士、スパイン同士の接続はしない
・エンドポイント(サーバなど)はリーフ層に接続する
・同じホップ数で全ての宛先に到達可能(送信元のリーフスイッチから見て、スパインスイッチを1つ経由するだけで宛先となるリーフスイッチに到達できる)
・帯域幅を増強したい場合はスパイン層にスイッチを追加する
・エンドポイント用のポートを増やしたい場合はリーフ層にスイッチを追加する
・リーフ層の機器もレイヤ3プロトコルに対応している(OSPFやBGPの負荷分散などが使用可能)
・3階層の構成と比べて、障害の影響を抑えられる
・3階層の構成と比べて、機器やケーブルの数を少なくできる

スパイン&リーフでは、リーフスイッチとスパインスイッチは全て接続されているため、同じリーフスイッチに接続されたサーバ間の通信はリーフ層で完結し、別のリーフスイッチに接続されたサーバ間の通信は、スパインスイッチ→リーフスイッチの2ホップで完結できます。
つまり全てのサーバ間の通信が2ホップ以内で完結するため、サーバ間通信において低遅延を実現でき、遅延の予測も容易になるというメリットがあります。



よって正解は
・スパイン&リーフ
です。

その他の選択肢については、以下の通りです。

・3階層キャンパス設計
3階層キャンパス設計では、ディストリビューション層またはコア層を通過するサーバ間通信は、経由するホップ数が多く遅延も発生しやすくなります。設問の内容に適していないため、誤りです。

・SOHO
SOHO(Small Office/Home Office)とは、小規模オフィスや自宅兼事務所(在宅ワークなど)のような小規模なネットワーク構成を指します。大規模ネットワークでないため、誤りです。

・PoE
PoEとは、LANケーブル経由で電力を供給する仕組みです。ネットワーク構成ではないため、誤りです。

・無線LAN
電波を利用して通信を行う技術です。ネットワーク構成ではないため、誤りです。

参考

【スパイン&リーフ】(Spine and Leaf:幹と葉)
スパイン&リーフとは、スパイン層とリーフ層の2階層で構成するモデルで、主にデータセンターで採用されています。

主な特徴は以下の通りです。
・リーフ層のスイッチとスパイン層のスイッチは全て接続する
・リーフ同士、スパイン同士の接続はしない
・エンドポイント(サーバなど)はリーフ層に接続する
・同じホップ数で全ての宛先に到達可能(送信元のリーフスイッチから見て、スパインスイッチを1つ経由するだけで宛先となるリーフスイッチに到達できる)
・帯域幅を増強したい場合はスパイン層にスイッチを追加する
・エンドポイント用のポートを増やしたい場合はリーフ層にスイッチを追加する
・リーフ層の機器もレイヤ3プロトコルに対応している(OSPFやBGPの負荷分散などが使用可能)
・3階層の構成と比べて、障害の影響を抑えられる
・3階層の構成と比べて、機器やケーブルの数を少なくできる

【スパイン&リーフの拡張】
・帯域幅を増強したい場合
スパイン層にスイッチを追加することで、ネットワーク全体の帯域幅を増強できます。


・サーバを増やしたい場合
リーフ層にスイッチを追加することで、あらたな機能を追加したり既存の機能のサーバ数を増やすことができます。

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2階層構造とスパイン&リーフ構造の関係

公開日 2023/02/11

2階層構造とスパイン&リーフ構造は別の概念でしょうか。
同じだった場合、2階層構造はSOHO環境で利用されると思いますが、2階層構造(スパイン&リーフ)が大規模で使用されてることになり、理解できません。
[サーバ間通信の低遅延を実現するネットワーク構成]の文言があったので正解はわかりますが。。。

どなたかお助け願います。

2023/02/11 19:02

私も勉強中ですので参考程度にしていただきたいのですが、別の概念と考えたほうが良いかと思われます。
いくつか相違点を挙げてみます。

相違点1
2階層モデルではアクセス層とディストリビューション層がL2で接続されることもL3で接続されることもある。
スパインリーフだとスパインとリーフはL3で接続する。

相違点2
2階層モデルではディストリビューション層のスイッチ同士が接続する。
スパインリーフではスパイン同士、リーフ同士は接続しない。

相違点3
2 or 3階層キャンパス設計モデルは企業で使われる。
スパインリーフはデータセンターで使われる。

相違点4
2 or 3階層キャンパス設計モデルは従来のモデルという位置づけ
スパインリーフは2 or 3階層キャンパス設計モデルで発生した不都合に対応するために考えられた新しいモデルという位置づけ

その他
スパインリーフも2階層と表現されたり、リーフ層の下にさらにリーフ層がついてマルチ階層と言われたりしますが、そもそも別の概念。


コメント

h hg1120egyr

2023/02/12 10:08

スパインリーフと2階層キャンパス設計モデル(コア層がない、ディストリビューション、アクセス層)は別のものです。 スパインリーフの使われ方はCiscoのACIがありますので、そちらを参照してみるのもいいかもしれません。

P Pnt981_044

2023/02/12 12:38

わかりやすい比較、解説ありがとうございました。大変参考になりました。

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