數(shù)據(jù)中心的網絡云化趨勢-無損網絡

計算機網絡是計算機技術與通信技術發(fā)展、融合的產物?，F(xiàn)在的計算機網絡技術最初源自于美國軍方的“可生存系統(tǒng)”的需求，以分布式網絡作為網絡的拓撲結構，以分組交換作為數(shù)據(jù)傳輸方式，依賴具有可靠性的網絡傳輸協(xié)議保證可靠傳輸。在TCP/IP，這一事實上的網絡架構標準中，網絡傳輸?shù)目煽啃酝ǔＳ删W絡架構中傳輸層的相關協(xié)議進行保證。而傳輸層以下的層次并不能進行可靠的傳輸，因此其丟包、時延等會向上進行傳導，結果可能會導致上層吞吐量的下降從而影響應用的用戶體驗。

隨著數(shù)據(jù)中心的不斷發(fā)展，計算云化、存儲云化等對數(shù)據(jù)中心網絡建設提出了更高的要求。面對數(shù)據(jù)中心內部東西流量的快速增長，如何保證數(shù)據(jù)在網絡中更快、更高效的傳輸，成為解決數(shù)據(jù)中心在網絡方面瓶頸，進而提高數(shù)據(jù)中心性能的關鍵所在。數(shù)據(jù)中心網絡建設從追求大帶寬、無阻塞到低時延、無丟包的變化，使以帶寬為中心的網絡設計轉變?yōu)橐詴r延為中心的設計?，F(xiàn)有計算機網絡的特點和數(shù)據(jù)中心發(fā)展需求之間的矛盾，使得設備生產廠商、數(shù)據(jù)中心建設與運營廠商等，共同去探究新的網絡。無損網絡就是為解決這種矛盾而提出的一種網絡。

無損網絡是一種新型的、低延時的網絡。通常，數(shù)據(jù)在網絡傳遞過程中所包含的時延有：發(fā)送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延等。為了解決網絡中經常出現(xiàn)的時延等問題，針對上述各種時延的特點，無損網絡在擁塞控制、流量控制、分組轉發(fā)、路由選擇等方面進行了改進與創(chuàng)新。當前，百度、京東、騰訊、電信、移動、華為、邁絡思、思科等公司均針對網絡云化趨勢下基于以太的無損網絡展開了研究，取得了一定的成果。

以華為Network5.0團隊提出的無損網絡方案為例（如上圖所示），在擁塞控制方面，通過采用動態(tài)虛通道的方案，將基于端口的擁塞控制改變?yōu)檩^細粒度的基于流的擁塞控制，從而將不同的流進行分離，避免出現(xiàn)擁塞流影響正常流的問題。在流量控制方面，其通過推拉混合調度的方法，將傳統(tǒng)的基于局部信息進行調度的方案，改變?yōu)榫C合考慮發(fā)送端、接收端、網絡的全局調度方案，該方案可以根據(jù)網絡的不同負載，動態(tài)調整相應的機制，實現(xiàn)低負載下網絡傳輸時延低、吞吐高，高負載下丟包少的目的，以此來同時兼顧低延時和高吞吐。同時，方案提出了負載感知逐包分發(fā)的方法，通過逐包負載分擔和負載感知實現(xiàn)負載均衡的目的。在逐包負載分擔方面，通過減小負載分擔的粒度，并應用創(chuàng)新技術重排進而實現(xiàn)降低網絡擁塞概率的目的；在負載感知方面，通過動態(tài)感知并抑制重載/超長路徑，減少收端亂序，進而實現(xiàn)最大化的負載均衡。方案也提出了其它方面的創(chuàng)新性設計，通過這些設計，使得無損網絡向著低時延，無丟包的方向發(fā)展，從而適用于數(shù)據(jù)中心發(fā)展過程中，對于網絡的需求。

相信隨著各種應用在云平臺上不斷被部署和使用，以低延時、無丟包為目的進行研發(fā)的無損網絡可以更好的提升云平臺在計算、存儲等各方面的性能。ODCC將繼續(xù)推動無損網絡的技術標準化和測試驗證方案，以此推動數(shù)據(jù)中心網絡云化的進一步發(fā)展。

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