通過廣泛的接入模式、***享的資源架構、按需的服務部署及靈活的容量擴展,雲計算在近年來獲得了廣泛的部署和應用。數據中心是雲計算的核心支撐平臺,隨著雲應用的廣泛部署,數據中心的通信模式和業務需求出現了根本性變化,這些變化具體包括:
(1)數據中心的網絡規模和負載出現了指數級增長;
(2)主要的流量模式由傳統“南北向流量”轉變為“東西向 流 量”;
(3)更 多 時 延 敏 感 和 數 據 密集型業務在數據中心內運行;
(4)壹些虛擬化技術,如虛擬機實時遷移,需要網絡提供更好的支持,這些變化對數據中心網絡架構提出了更高的要求,傳統數據中心網絡在對分帶寬、傳輸時延、網絡可擴展性、容錯性、資源利用率等方面均無法滿足雲業務的需求。對此,研究人員提出了新的電互連網絡架構, 如Fat Tree、VL2、DCell、BCube、CamCube和Snowflake等。盡管上述架構能夠有效滿足新的雲業務要求並改善數據中心的網絡性能,但這些網絡架構同時也帶來了拓撲結構復雜、線纜開銷過大、設備數量過多、網絡能耗難以優化等問題。究其根本原因在於,隨著網絡容量的指數級增長,基於COME的電子元件幾乎達到了其帶寬的上限,因此,光互連技術得到研究人員的極大關註。與電互連技術相比,光互連技術能夠更好地滿足雲計算數據中心對能耗和帶寬的需求,尤其隨著綠色計算、GreenCloud等概念的提出,數據中心光互連技術成為網絡節能的重要方式。
近年來,結合雲計算數據中心的流量模式和新型光交換器件,研究人員提出了多種新的光互連網絡架構,實驗和仿真表明,這些架構在吞吐、時延、靈活性、能耗等方面優於傳統的電互連網絡架構,但相對於電互連網絡,工業
界和學術領域對於數據中心光互連網絡的研究尚處於起步階段,其中很多技術挑戰尚未得到很好的解決,隨著雲計算的發展,服務、計算、存儲、網絡將進壹步融合為壹個整體方案,相對於發展迅速的計算技術和存儲技術,網絡技術的革新相對緩慢。因此,深入研究數據中心網絡,尤其是具有革新性的光互連網絡,對於未來網絡技術和雲計算技術的創新發展都具有重要的意義。