简介
Google 的网络分为数据中心内部网络(IDC Network)及骨干网(Backbone Network,也可以称为WAN网)。其中WAN网按照流量方向由两张骨干网构成,分别为:第一,数据中心之间互联的网络(Inter-DC WAN,即G-scale Network),用来连接Google位于世界各地之间的数据中心,属于内部网络;第二,面向Internet用户访问的网络(Internet- facing WAN,即I-Scale Network)。Google选择使用SDN来改造数据中心之间互联的WAN网(即G-scale Network),因为这个网络相对简单,设备类型以及功能比较单一,而且WAN网链路成本高昂(比如很多海底光缆),所以对WAN网的改造无论建设成本、运营成本收益都非常显著。他们把这个网络称为B4。
Google的数据中心之间传输的数据可以分为三大类:1. 用户数据备份,包括视频、图片、语音和文字等;2. 远程跨数据中心存储访问,例如计算资源和存储资源分布在不同的数据中心;3. 大规模的数据同步(为了分布式访问,负载分担)。这三大类从前往后数据量依次变大,对延时的敏感度依次降低,优先级依次变低。这些都是B4网络改造中涉及到的流量工程(TE,Traffic Engineering)部分所要考虑的因素。
促使Google使用SDN改造WAN网的最大原因是当前连接WAN网的链路带宽利用率很低。GoogleWAN网的出口设备有上百条对外链路,分成很多的ECMP负载均衡组,在这些均衡组内的多条链路之间 用的是基于静态Hash的负载均衡方式。由于静态Hash的方式并不能做到完全均衡,为了避免很大的流量都被分发到同一个链路上导致丢包,Google不得不使用过量链路,提供比实际需要多得多的带宽。这导致实际链路带宽利用率只有30%~40%,且仍不可避免有的链路很空,有的链路产生拥塞,设备必须支持很大的包缓存,成本太高,而且也无法对上文中不同的数据区别对待。从一个数据中心到另外一个数据中心,中间可以经过不同的数据中心,比如可以是A→B→D,也可以是A→C→D,也许有的时候B很忙,C很空,路径不是最优。除此之外,增加网络可见性、稳定性,简化管理,希望靠应用程序来控制网络,都是本次网络改造的动机之一。以上原因也决定了Google这个基于SDN的网络,最主要的应用是流量工程,最主要的控制手段是软件应用程序。
目录
1 介绍
2 背景
3 设计
4 流量工程
5 流量工程协议和OpenFlow
6 评估
7 一次中断供应的经历
8 相关工作
9 结论