Tanie sieci z "fat tree"
- Janusz Chustecki,
- 17.11.2008
Większość administratorów sądzi, że wydajność sieci komputerowej obsługującej duże centrum danych można zwiększyć przede wszystkim przez zainstalowanie w niej szybkich, a więc i drogich, przełączników. Z tezą tą polemizują niektórzy eksperci.
Większość administratorów sądzi, że wydajność sieci komputerowej obsługującej duże centrum danych można zwiększyć przede wszystkim przez zainstalowanie w niej szybkich, a więc i drogich, przełączników. Z tezą tą polemizują niektórzy eksperci.
Według nich, administratorzy często wydają niepotrzebnie mnóstwo pieniędzy na zakup najnowszych routerów czy przełączników obsługujących połączenia Ethernet 10 Gb/s. Podobny efekt można równie dobrze osiągnąć, wprowadzając do architektury sieci odpowiednie zmiany.
W publikacji "A Scalable, Commodity Data Center Network Architecture" naukowcy udowadniają, że zamiast stosowania standardowej trójwarstwowej architektury, można równie dobrze wykorzystać tradycyjne przełączniki i zastosować rozwiązanie typu "fat tree". Kosztuje to znacznie mniej, a przynosi podobne rezultaty. Naukowcy twierdzą, że zbudowanie dużej korporacyjnej sieci komputerowej (składającej się z kilku tysięcy węzłów), opartej na zwykłych przełącznikach i architekturze "fat tree", kosztuje siedem razy mniej niż zbudowanie takiej samej sieci bazującej na drogich przełącznikach i standardowej architekturze.
Architektura "fat tree" zakłada, że w sieci nie ma warstwy agregowania, w której wolniejsze połączenia są agregowane i pakiety są dalej przesyłane przez jedno szybkie połączenie. Zamiast tej warstwy, sieć "fat tree" wykorzystuje specjalne protokoły obsługiwane przez standardowe, tanie przełączniki, zdolne wykorzystywać optymalnie wszystkie dostępne w sieci połączenia. Administrator nie musi wtedy stosować drogich urządzeń, tylko zaopatrzyć się w nowe oprogramowanie oraz wprowadzić do topologii sieci niewielkie zmiany.
Naukowcy zastosowali w swoim rozwiązaniu dwupoziomowe tabele routingu oraz specjalne metody klasyfikowania ruchu pakietów, które pozwalają przesyłać szybko pakiety z jednego miejsca sieci w drugie w taki sposób, aby w żadnym węźle sieci nie dochodziło do zatorów.
Informatycy pracują cały czas nad dwiema istotnymi kwestiami: jakie dokładnie zmiany i do których elementów oprogramowania zarządzającego routerami i przełącznikami należy je wprowadzić, aby te w pełni pracowały zgodnie z wymogami stawianymi przez architekturę "fat tree".
Drugi problem dotyczy okablowania. W sieciach nowej generacji, opartych na przełącznikach Ethernet 10 GB/s, liczba kabli i połączeń została znacznie zredukowana. Architektura "fat tree" wymaga stosowania większej ilości kabli, ponieważ połączenia są tu wolniejsze. Przełącznik Ethernet 10 GB/s prześle pakiety z szybkością 10 Gb/s przez jeden kabel, podczas gdy przełącznik Ethernet 1 Gb/s może to zrobić pod warunkiem, że wykorzystuje 10 kabli. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że sieć "fat tree" jest 7 razy tańsza, inwestycja w nią warta jest choćby rozważenia.