22、云访问与云互联网络技术解析

云访问与云互联网络技术解析

1. 多级互联网络概述

在网络互联领域，存在低基数和高基数路由器。低基数路由器端口数量少，高基数路由器端口数量多。高基数网络能大幅减少中间路由器数量，具有更低的延迟和功耗。过去二十年里，每五年用于交换的芯片引脚带宽大约提升一个数量级，这得益于信号速率和信号数量的增加。高基数芯片将带宽分配到更多的窄端口，低基数芯片则将带宽分配到较少的宽端口。

2. 不同互联网络拓扑结构对比

对于64节点的互联网络，以下是几种拓扑结构的性能和成本对比：
| 属性 | 2D网格 | 2D环面 | 超立方体 | 胖树 | 全连接 |
| — | — | — | — | — | — |
| 链路带宽（链路数量） | 8 | 16 | 32 | 32 | 1024 |
| 最大/平均跳数 | 14/7 | 8/4 | 6/3 | 11/9 | 1/1 |
| 每个交换机的I/O端口数 | 5 | 5 | 7 | 4 | 64 |
| 交换机数量 | 64 | 64 | 64 | 192 | 64 |
| 总链路数 | 176 | 192 | 256 | 384 | 2080 |

从表中可以看出，胖树拓扑在具有较大二分带宽的同时，每个交换机的I/O端口数最少；而全连接互联的链路数量过多。

3. Clos网络

Clos网络由贝尔实验室的Charles Clos在20世纪50年代初发明，是一种具有奇数级的多级无阻塞网络。它由两个蝴蝶网络组成，输入的最后一级与输出的第一级融合。蝴蝶网络得名于其互联形成的倒三角形图案，类似蝴蝶翅膀。蝴蝶网络能以最有效的路