2.4.4. Đa đường đồng giá trị
Một trong những hoạt động quan trọng nhất phải được thực hiện trong các mạng lớn là tính tốn đường dẫn tối ưu. Chỉ việc đưa một gói tin đến đích của nó đơn giản hơn nhiều so với việc đưa nó đến đó theo cách hiệu quả nhất có thể. Trong các giao thức OSPF và IS-IS là các giao thức trạng thái liên kết hiện đại được sử dụng để tính tốn các tuyến đường trong mạng lớp ba phức tạp. Chúng tơi vừa giải thích trong Phần 2.4.3 rằng IS-IS được sử dụng làm cơ sở để tính tốn các tuyến trong giao thức SPB lớp hai. Có một chiến lược định tuyến chung được gọi là Đa đường chi phí ngang nhau (ECMP) có thể áp dụng trong trung tâm dữ liệu. Định tuyến đa đường là một tính năng được phép rõ ràng trong cả OSPF và IS-IS. Ý tưởng là khi tồn tại nhiều hơn một đường dẫn có chi phí ngang nhau đến một đích, nhiều đường dẫn này có thể được tính tốn bằng một thuật
tốn đường đi ngắn nhất và tiếp xúc với logic chuyển tiếp gói tin. Tại thời điểm đó, một số sơ đồ cân bằng tải phải được sử dụng để lựa chọn giữa nhiều đường dẫn có sẵn. Vì một số giao thức định tuyến có thể tạo ra nhiều đường dẫn và có nhiều cách để cân bằng tải trên nhiều đường dẫn, ECMP là một chiến lược định tuyến hơn là một cơng nghệ cụ thể.
Một cơng nghệ tính tốn đường dẫn phức tạp khác là Kiến trúc dựa trên yếu tố tính tốn đường dẫn (PCE). Vì điều này đã được sử dụng chủ yếu trong mạng WAN và không được sử dụng nhiều trong trung tâm dữ liệu.
2.4.5. SDN và Tuyến ngắn nhất linh hoạt
Trong suốt chương này, chúng tôi đã thường xuyên đề cập đến tầm quan trọng của việc tính tốn các đường đi tối ưu. Chúng tôi đã ngụ ý rằng một bộ điều khiển tập trung có thể thực hiện tác vụ này tốt hơn so với cách tiếp cận thuật tốn phân tán truyền thống bởi vì:
(1) nó có chế độ xem mạng ổn định hơn
(2) nó có thể xem xét nhiều yếu tố hơn so với các cách tiếp cận phân tán hiện tại. , bao gồm cả tải băng thơng hiện tại
(3) việc tính tốn có thể được thực hiện trên bộ nhớ và bộ xử lý dung lượng cao hơn của máy chủ thay vì bộ nhớ và bộ xử lý hạn chế hơn có sẵn trên các thiết bị mạng.
Mặc dù tất cả điều này là đúng, nhưng chúng ta nên chỉ ra rằng độ phức tạp tính tốn cơ bản của phép tính đường đi ngắn nhất khơng bị thay đổi bởi bất kỳ yếu tố nào trong số này. Đường ngắn nhất vẫn là một vấn đề khó khăn về cơ bản, nó ngày càng khó khăn hơn rất nhanh khi số lượng cơng tắc và liên kết tăng lên. Thuật tốn Dijkstra nổi tiếng cho đường đi ngắn nhất vẫn được sử dụng rộng rãi trong Giao thức cổng nội bộ (IGP) (nó được sử dụng trong cả OSPF và IS-IS) và SDN khơng có khả năng thay đổi điều đó. Có một máy nhanh hơn và cơ sở dữ liệu ổn định hơn của biểu đồ mạng giúp tính tốn các đường dẫn tối ưu nhanh hơn; chúng không ảnh hưởng đến mức độ phức tạp của vấn đề cơ bản.
Cần lưu ý rằng một số Trung tâm dữ liệu được mở rộng quy mơ lớn (MSDC) hiện đang từ bỏ hồn tồn IGP và thay vào đó sử dụng Giao thức cổng biên giới bên ngoài (EBGP) cho tất cả việc định tuyến. Điều này ngụ ý việc sử dụng giao thức định tuyến vector đường dẫn thay vì giao thức dựa trên thuật tốn Dijkstra. Điều này sẽ mở rộng quy mơ tính tốn tốt hơn khi mạng phát triển trong khi vẫn duy trì nhận thức về các lỗi liên kết xa vì liên kết không thành công sẽ dẫn đến các đường dẫn bị xóa khỏi bảng định tuyến.
2.5. Kết cấu Ethernet trong trung tâm dữ liệu.
Kỹ thuật lưu lượng trong trung tâm dữ liệu đang gặp nhiều thách thức khi sử dụng các thiết bị chuyển mạch Ethernet truyền thống được sắp xếp theo hệ thống phân cấp. Điển hình của các thiết bị chuyển mạch ngày càng mạnh mẽ khi một thiết bị chuyển mạch lên phân cấp gần hơn với lõi. Trong khi các liên kết kết nối tăng băng thông khi một liên kết di chuyển đến gần lõi hơn, các liên kết này thường bị đăng ký quá mức và có thể dễ dàng xảy ra chặn. Băng thông tiềm năng tổng hợp đi vào một cấp của hệ thống phân cấp lớn hơn băng thông tổng hợp đi đến cấp tiếp theo.
Một giải pháp thay thế cho mạng của các thiết bị chuyển mạch truyền thống này là kết cấu Ethernet. Các loại Ethernet dựa trên kiến trúc khơng chặn trong đó mọi cấp được kết nối với cấp tiếp theo có băng thơng tổng hợp bằng hoặc cao hơn. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi bởi một cấu trúc liên kết được gọi là cấu trúc liên kết cây béo. Việc mô tả cấu trúc liên kết như vậy trong Hình 2.8. Trong cấu trúc liên kết dạng cây béo , số lượng liên kết đi vào một công tắc trong một bậc nhất định của cấu trúc liên kết bằng với số liên kết rời khỏi chuyển đổi đó sang bậc tiếp theo. Điều này ngụ ý rằng khi chúng ta tiếp cận lõi, số lượng liên kết đi vào các công tắc sẽ lớn hơn nhiều so với các liên kết hướng tới các lá của cây. Gốc của cây sẽ có nhiều liên kết hơn bất kỳ cơng tắc nào thấp hơn nó. Cấu trúc liên kết này cũng thường được gọi là kiến trúc Clos. Kiến trúc chuyển mạch đóng có từ những ngày đầu của điện thoại xưa và là một kiến trúc chuyển mạch không chặn hiệu quả. Nhưng vẫn có lưu ý rằng kiến trúc Clos không chỉ được sử dụng trong việc xây dựng cấu trúc liên kết mạng mà cịn có thể được sử dụng trong kiến trúc bên trong của chính các thiết bị chuyển mạch Ethernet.
Đối với các loại Ethernet, đặc điểm chính là băng thơng tổng hợp khơng giảm từ cấp này sang cấp khác khi chúng ta tiếp cận lõi. Cho dù điều này đạt được bằng số lượng lớn hơn các liên kết băng thơng thấp hay số lượng ít hơn các liên kết băng thông cao về cơ bản không làm thay đổi tiền đề cây béo.
Khi chúng ta tiếp cận lõi của mạng trung tâm dữ liệu, các liên kết kết nối này ngày càng được xây dựng từ các liên kết 100Gb và sẽ rất tốn kém nếu chỉ cố gắng quản lý quá mức mạng với các liên kết bổ sung. Do đó, một phần của giải pháp kết cấu Ethernet là kết hợp nó với cơng nghệ ECMP để tất cả băng thông tiềm năng kết nối cấp này với cấp khác đều có sẵn cho kết cấu.