数据中心的网络云化趋势-无损网络

计算机网络是计算机技术与通信技术发展、融合的产物。现在的计算机网络技术最初源自于美国军方的“可生存系统”的需求，以分布式网络作为网络的拓扑结构，以分组交换作为数据传输方式，依赖具有可靠性的网络传输协议保证可靠传输。在TCP/IP，这一事实上的网络架构标准中，网络传输的可靠性通常由网络架构中传输层的相关协议进行保证。而传输层以下的层次并不能进行可靠的传输，因此其丢包、时延等会向上进行传导，结果可能会导致上层吞吐量的下降从而影响应用的用户体验。

随着数据中心的不断发展，计算云化、存储云化等对数据中心网络建设提出了更高的要求。面对数据中心内部东西流量的快速增长，如何保证数据在网络中更快、更高效的传输，成为解决数据中心在网络方面瓶颈，进而提高数据中心性能的关键所在。数据中心网络建设从追求大带宽、无阻塞到低时延、无丢包的变化，使以带宽为中心的网络设计转变为以时延为中心的设计。现有计算机网络的特点和数据中心发展需求之间的矛盾，使得设备生产厂商、数据中心建设与运营厂商等，共同去探究新的网络。无损网络就是为解决这种矛盾而提出的一种网络。

无损网络是一种新型的、低延时的网络。通常，数据在网络传递过程中所包含的时延有：发送时延、传播时延、处理时延和排队时延等。为了解决网络中经常出现的时延等问题，针对上述各种时延的特点，无损网络在拥塞控制、流量控制、分组转发、路由选择等方面进行了改进与创新。当前，百度、京东、腾讯、电信、移动、华为、迈络思、思科等公司均针对网络云化趋势下基于以太的无损网络展开了研究，取得了一定的成果。

以华为Network5.0团队提出的无损网络方案为例(如上图所示)，在拥塞控制方面，通过采用动态虚通道的方案，将基于端口的拥塞控制改变为较细粒度的基于流的拥塞控制，从而将不同的流进行分离，避免出现拥塞流影响正常流的问题。在流量控制方面，其通过推拉混合调度的方法，将传统的基于局部信息进行调度的方案，改变为综合考虑发送端、接收端、网络的全局调度方案，该方案可以根据网络的不同负载，动态调整相应的机制，实现低负载下网络传输时延低、吞吐高，高负载下丢包少的目的，以此来同时兼顾低延时和高吞吐。同时，方案提出了负载感知逐包分发的方法，通过逐包负载分担和负载感知实现负载均衡的目的。在逐包负载分担方面，通过减小负载分担的粒度，并应用创新技术重排进而实现降低网络拥塞概率的目的;在负载感知方面，通过动态感知并抑制重载/超长路径，减少收端乱序，进而实现大化的负载均衡。方案也提出了其它方面的创新性设计，通过这些设计，使得无损网络向着低时延，无丢包的方向发展，从而适用于数据中心发展过程中，对于网络的需求。

相信随着各种应用在云平台上不断被部署和使用，以低延时、无丢包为目的进行研发的无损网络可以更好的提升云平台在计算、存储等各方面的性能。ODCC将继续推动无损网络的技术标准化和测试验证方案，以此推动数据中心网络云化的进一步发展。