如何優化資料中心的互連性?

如今，隨著網路邊緣支援更多使用者、裝置、應用程式，以及服務，資料中心互連應用程式已成為網路環境中一個關鍵且快速增長的部分。

到2021年，亞太地區的互聯頻寬將以51%的複合年增長率增長，將達到2,200Tbps以上，而新加坡的互連頻寬預計將在此期間增長四倍以上。隨著企業日益實現數字化，容量需求將進一步增加。為了促進資料的實時通訊和傳輸，無論是在資料中心之間還是在資料中心內部，高速可靠的網路互連都是必不可少的。

在這個提供超快速交易能力對於業務至關重要的時代，需要探索資料中心互連的最佳實踐和當今可用的技術，以擴充套件網路功能。

更加扁平的網路架構可以提高連線性和可擴充套件性

巨大的資料增長推動了資料中心園區的增長，特別是超大規模的資料中心。現在，資料中心園區內的所有這些建築物必須以足夠的頻寬連線。為了保持園區中資料中心之間的資料流動，每個資料中心現在能夠以高達200Tbps的速度傳輸到其他資料中心，在未來需要更高的頻寬(參見圖1)。

圖1：概念性園區佈局

頻寬需求可高達100Tbps甚至200Tbps

為了應對不斷增加的工作負載和延遲需求，如今的超大規模資料中心正在遷移到葉脊架構(參見圖2)。通過葉脊架構，網路分為兩個階段。主幹階段用於聚合和路由資料包到最終目標，葉子階段用於連線主機上的終端主機和負載平衡連線。

理想情況下，每個葉子交換機都會扇出到每個主幹交換機，以實現伺服器之間的連線最大化，因此，網路需要高基數的主幹/核心交換機。在許多環境中，大型主幹交換機連線到更高級別的主幹交換機，以將校園中的所有建築物連線在一起。由於這種更扁平的網路架構和高基數交換機的採用，可以期望網路變得更大、更加模組化、更具可擴充套件性。

圖2：主幹和葉子架構和高基數交換機需要資料中心結構中的大規模互連

通過極端密度網路優化頻寬傳輸

在資料中心園區的建築物之間提供這種頻寬量的最佳和最具成本效益的技術是什麼?企業已經採用多種方法以在該水平上提供傳輸速率，但是普遍的模型是在許多光纖上以較低的速率傳輸。要使用此方法達到200Tbps，每個資料中心互連需要3,000多條光纖。當用戶考慮將每個資料中心連線到園區中的每個資料中心所需的光纖時，其密度很容易超過10,000根光纖。

現在人們已經確定了對極密網路的需求，因此瞭解構建它們的最佳方法非常重要。如今，在相同的電纜直徑或橫截面內，新的電纜和帶狀設計已使光纖容量從1728根增加到3456根。這些通常分為兩種設計方法：一種採用標準矩陣色帶，具有更緊密的可封裝子單元，另一種採用標準電纜設計，採用中心或開槽芯設計，鬆散粘合的網狀設計色帶可相互摺疊(見圖3)。

圖3用於極端密度應用的不同帶狀電纜設計

利用這些極端密度的電纜設計可在相同的管道空間內實現更高的光纖密度。圖4說明了如何使用新的極端密度型電纜的不同組合，使網路所有者能夠實現超大規模資料中心互連所需的光纖密度。

圖4使用極高密度電纜設計在同一管道空間內將光纖容量加倍

互連的未來

目前的市場趨勢表明，對光纖數量的要求將超過5,000根。為了維持仍可擴充套件的網路基礎設施，減小光纖電纜尺寸的壓力將會增加。隨著光纖填充密度已接近其物理極限，進一步有效地減小電纜直徑的選擇將變得更具挑戰性。

開發商還側重於如何最好地將資料中心互連鏈路提供到間隔更遠的位置，而不是共同位於同一物理園區內。在典型的資料中心園區環境中，傳統資料中心互連長度不超過2公里。而相對較短的距離使得光纖電纜無需任何拼接點即可提供連線。然而，由於邊緣資料中心部署在大都市區域以減少延遲時間，因此距離可以增加並且可以長達75公里。

在不影響現有管道和工廠內部環境的情況下，開發能夠有效擴充套件以達到所需光纖數量的產品仍是光纖行業面臨的挑戰。隨著光纖密集型5G時代的臨近，網路運營商現在需要尋求優化資料中心互連性，以解決當前和未來的資料傳輸率問題。