46、交换机扩展技术：规模与速度的双重提升

交换机扩展技术：规模与速度的双重提升

1. 交换机随机负载均衡的挑战与应对

在交换机的运行中，随机负载均衡是一种重要的策略，但也面临着一些挑战。
- 吞吐量降低问题 ：采用随机负载均衡时，吞吐量可能会降低。不过，可以通过标准的行业技巧来补偿，即稍微提高内部交换机链路的速度。这种速度提升技术在实际交换机中非常重要，它能在保持设计简单性的同时，维持交换机的效率。
- 随机化实现问题 ：要找到一种良好的方式来实现随机化。虽然现有产品中有很多糟糕的实现，但实际上也有一些优秀的硬件随机数生成器。例如，Tausworth随机数生成器就是一个不错的选择，它可以通过三个线性反馈移位寄存器（LFSRs）异或在一起来轻松实现，并且能通过许多复杂的随机性测试，如diehard测试。
- 单元重组算法问题 ：与确定性负载均衡相比，使用随机负载均衡时，将单元重新组装成数据包的算法可能会更复杂。在确定性负载均衡中，重组逻辑知道下一个数据包的来源位置。

2. 大型路由器的Benes网络

对于大型路由器，Turner提出互联网应该（至少最终）由少数大型路由器而不是多个小型路由器构建。这样的拓扑结构可以减少小型路由器之间用于路由器到路由器连接的浪费链路，从而降低成本，还能减少最坏情况下的端到端路径长度，降低延迟并提高用户响应时间。
- Clos网络与Delta网络 ：Clos网络的交叉点复杂度大致为N√N 。而Delta网络可以通过递归的方式构建，将构建N输入Delta网络的问题简化为构建两个(N/2)输入Delta网络