ACM通信
技术视角:VL2
互联网日益成为在线服务的平台，如电子邮件、网络搜索、社交网络和虚拟世界，这些服务在数据中心的一架架服务器上运行。服务器不仅与最终用户通信，而且彼此通信，以分析数据(例如，构建搜索索引)或组成Web页面(例如，通过组合来自多个后端服务器的数据)。随着大型数据中心的出现，对连接这些服务器的网络的研究已经成为研究人员和从业者的一个重要课题。
与传统的骨干网络和企业网络相比，数据中心网络提供了独特的机遇和挑战:
- 在数据中心中，同一家公司同时控制服务器和网络元素，支持在终端主机计算机上实现关键功能的新网络架构。
- 服务器安装在固定的单元中，比如机架，甚至装满机架的卡车直接开进数据中心。这导致了非常统一的布线拓扑，如胖树或Clos网络，让人想起20世纪90年代设计的大规模并行计算机。
- 由于新的后端应用程序如MapReduce的出现，数据中心的流量负载通常相当重且不均匀;流量也可能相当不稳定，随着时间的推移会发生巨大的、不可预测的变化。
根据这些新特征，研究人员一直在重新审视网络中的一切，从寻址和拥塞控制到路由和底层拓扑，考虑到数据中心的独特需求。
以下论文介绍了数据中心中网络流量的第一个测量研究之一，特别强调了即使在相对小的时间尺度上流量的波动性。这些观察结果促使作者设计了一个“敏捷”网络，旨在实现所有对所有的连接，网络内部没有竞争。这使得数据中心操作员可以自由地将应用程序放置在任何服务器上，而不必担心底层网络的性能。拥有一个敏捷的网络可以极大地简化在线服务的设计和运行任务。
更一般地说，作者为每个服务提出了一个简单抽象的单一“虚拟”二层交换机(因此得名“VL2”)，不干扰运行在同一数据中心的许多其他服务。他们通过几个关键的设计决策来实现这一目标，包括平面寻址(这样服务实例可以在任何服务器上运行，而不受其位置影响)和Valiant负载均衡(在网络上均匀地分布流量)。Clos拓扑确保每对服务器之间的网络有许多路径。为了扩展到大型数据中心，服务器负责将地址转换到来自网络的适当“出口点”，这样就不需要网络设备来跟踪数据中心中的许多终端主机。
这篇文章是从头重新思考网络的一个很好的例子，同时在使用今天的设备时绕了一圈。
除了提出一个有效的设计之外，作者还说明了如何使用现有网络交换机中可用的机制构建解决方案(例如，等价多路径路由、IP任播和包封装)。这使得数据中心可以在不改变底层交换机的情况下部署VL2，大大降低了实际部署的门槛。这篇文章是从头重新思考网络的一个很好的例子，同时在使用今天的设备时绕了一圈。事实上，VL2论文中描述的工作已经在网络研究社区中产生了大量的后续工作，而且很可能在未来几年还会如此。
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