模塊化數(shù)據(jù)中心以其易部署、低成本等優(yōu)勢正日益獲得關(guān)注，但是當(dāng)成千上百臺服務(wù)器以模塊化形式連接在一起時，保障網(wǎng)絡(luò)的可靠和安全就成為重中之重。

一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法有望幫助大型數(shù)據(jù)中心的運營人員應(yīng)對硬件故障，并且讓他們得以購買不大昂貴的IT設(shè)備。許多公司試圖把多個數(shù)據(jù)中心連接起來時，一些網(wǎng)絡(luò)問題會隨之出現(xiàn)；中國國防科技大學(xué)一名攻讀博士學(xué)位的中國學(xué)生試圖解決這些問題。

這種方法試圖為由多套1000至2000臺服務(wù)器模塊組成的數(shù)據(jù)中心確保擁有可靠的網(wǎng)絡(luò)性能——這些數(shù)據(jù)中心相互連接起來，組成所謂的“特大數(shù)據(jù)中心”。哪怕萬一出現(xiàn)多個硬件故障，這種方法也讓分布式應(yīng)用軟件可以保持性能。

集裝箱式數(shù)據(jù)中心可能會帶來網(wǎng)絡(luò)問題，于是一名中國研究人員在著手解決這些問題。

在一篇題為《SCautz：一種面向模塊化數(shù)據(jù)中心的容錯網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)》的論文中，首席研究員Feng Huang撰文道，由于云計算提供商看到自己管理的IT系統(tǒng)數(shù)量不斷增加，于是求助于這種方法：把設(shè)備塞入到貨運集裝箱中，然后把這些集裝箱連接起來。雖然谷歌和亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司等許多云計算公司采用了這種方法，但是Huang認(rèn)為，集裝箱之間的網(wǎng)絡(luò)性能一旦受到限制，都會給數(shù)據(jù)中心設(shè)施帶來巨大的影響。

Huang撰文道：“作為模塊化數(shù)據(jù)中心（MDC）的關(guān)鍵部件，模塊化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)（MDCN）不完整的結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡力保持網(wǎng)絡(luò)性能。最重要的問題是，MDCN的性能必須比MDC的計算和存儲部件更平穩(wěn)地退化，以便不至于成為致命的薄弱環(huán)節(jié)，從而使集裝箱的總體性能提前低于閾值標(biāo)準(zhǔn)。”

細(xì)述SCautz方法

為了處理這個問題，Huang及其團(tuán)隊想出了一種新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，名為“SCautz”。

SCautz讓服務(wù)器可以執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的許多典型功能，讓實際的交換機(jī)專門負(fù)責(zé)集裝箱之間的數(shù)據(jù)傳輸。這種方法采用了與軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）這個新興領(lǐng)域一樣的理念。像最近被VMware收購的Nicira這些公司涉足這個新興領(lǐng)域，試圖把網(wǎng)絡(luò)部分遷離專有硬件，改而轉(zhuǎn)移到基本服務(wù)器上。

SCautz方法假設(shè)：運營人員使用價格低廉的大眾化現(xiàn)成交換機(jī)——這種精簡版交換機(jī)并沒有各大網(wǎng)絡(luò)公司生產(chǎn)的許多額外的軟硬件。

研究團(tuán)隊在模擬時將SCautz與微軟牽頭研發(fā)的為模擬化數(shù)據(jù)中心設(shè)計的試驗型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（名為BCube）進(jìn)行了比較。想了解BCube，請訪問以下鏈接http://research.microsoft.com/pubs/81063/comm136-guo.pdf。

SCautz在測試中的表現(xiàn)幾乎與BCube一樣好，但是它所需要的交換機(jī)數(shù)量少得多，因而降低了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的總體成本。

此外，在10%到20%的網(wǎng)絡(luò)硬件出現(xiàn)故障的情況下，SCautz網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量下降了6.91%到3.74%；相比之下，BCube的網(wǎng)絡(luò)吞吐量卻下降了15.3%到25.23%。

因而，SCautz能夠足夠巧妙地避開出現(xiàn)故障的硬件、進(jìn)行路由傳送，因而網(wǎng)絡(luò)性能的下降幅度小于出現(xiàn)故障的硬件所占比例數(shù)。因而，SCautz網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)硬件故障的能力更強(qiáng)，為數(shù)據(jù)中心運營人員在應(yīng)對硬件危機(jī)時提供了更大的靈活性。

Huang撰文道，研究的下一個階段就是，把多只基于SCautz的集裝箱連接起來，設(shè)計一種集裝箱之間的網(wǎng)絡(luò)。Huang目前正在中國國防科技大學(xué)攻讀博士學(xué)位。