21、数据中心中的软件定义网络

数据中心中的软件定义网络

1. 流量工程系统架构与作用

在数据中心网络（DCN）里，流量工程起着关键作用。DCN 中的聚合和边缘交换机等会通过南向接口（如 OpenFlow）将状态信息发送给控制器。控制器收集并汇总从交换机收到的所有信息，流量工程管理器依据这些汇总信息做出流量工程（TE）决策，再将通知发送给控制器。流量工程对于降低网络延迟、平衡流量负载至关重要。

以下是流量工程系统架构的简要流程：
1. 交换机通过 OpenFlow 等南向接口向控制器发送状态信息。
2. 控制器收集并聚合信息。
3. 流量工程管理器依据聚合信息做决策。
4. 流量工程管理器将决策通知控制器。

2. 数据中心网络的负载均衡

2.1 Equal - Cost Multipath（ECMP）路由方案

数据中心网络中交换机的负载均衡常采用 Equal - Cost Multipath（ECMP）路由方案。该方案利用哈希技术将流量流分割到多条路径上，根据数据包头部计算出的哈希值来移动流量流。例如，在 per - Flow 技术中，它能在多条等成本路径间平衡流量负载。不过，当哈希值发生冲突时，ECMP 路由方案会导致流量转发到同一端口，从而引发拥塞。

2.2 解决 ECMP 瓶颈的方法

为解决 ECMP 路由方案的瓶颈，研究人员提出了多种方法：
- Hedera ：在数据中心的多级交换机拓扑中采用流量调度方案。它从网络收集流量信息，为流量流计算无冲突路径。通过全局视角，调度系统能发现路径中的瓶颈，并指示交换机相应地重新路由流量流。