21、数据中心中的软件定义网络技术解析

数据中心中的软件定义网络技术解析

1. 流量工程系统架构

流量工程在数据中心网络（DCN）中起着至关重要的作用，它能够有效降低延迟并平衡网络流量负载。DCN 中的核心、汇聚和边缘交换机通过南向接口（如 OpenFlow）将状态信息发送给控制器。控制器负责收集和聚合从交换机接收到的所有信息，流量工程管理器则依据这些聚合信息做出流量工程决策，并将通知发送给控制器。

以下是流量工程系统的主要操作步骤：
1. 交换机收集自身状态信息。
2. 通过 OpenFlow 等南向接口将信息发送给控制器。
3. 控制器收集并聚合信息。
4. 流量工程管理器依据聚合信息做出决策。
5. 控制器接收决策通知并执行相应操作。

2. 数据中心网络中的负载均衡

2.1 Equal - Cost Multipath（ECMP）路由方案

在交换机负载均衡中，常用的路由方案是 Equal - Cost Multipath（ECMP）。它采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的哈希值来移动流量流。例如，每流（per - Flow）技术可以在具有相同成本的多条路径之间平衡流量负载。然而，当哈希值发生冲突时，ECMP 路由方案会面临拥塞问题，导致流量被转发到同一端口。

2.2 解决 ECMP 瓶颈的方法

为了解决 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使用流量调度方案。它从网络中收集流量信息，为流量流计算无冲突的路径。通过全局视图，调度系统可以发现路径中