- 인터넷 기업들은 클라우드 애플리케이션들을 지원하는 대규모 데이터 센터를 구축
- 데이터 센터는 호스트 간 상호연결 및 데이터 센터와 인터넷 간 상호연결을 위해 자체 데이터 센터 네트워크를 가짐
데이터 센터
- 블레이드(blade)라 불리는 호스트가 작업 수행
- 데이터 센터의 호스트들은 20~40대의 블레이드를 적재할 수 있는 랙(rack)에 적재
- TOR 스위치: 랙에 있는 호스트들 연결해주고 데이터 센터의 다른 스위치들과 연결됨
데이터 센터 네트워크
- 1) 외부 클라이언트-내부 호스트 사이의 트래픽 2) 내부 호스트 간의 트래픽을 지원함
- 하나 이상의 경계(border) 라우터를 가짐
부하 균등화
- 데이터 센터에서는 외부로부터 요청이 들어오면 먼저 부하 균등화기(load balancer)로 보내며, 부하 균등화기는 요청을 호스트로 분배하고 호스트 간의 부하를 균등하게 함
- 목적지 IP 주소 뿐만 아니라 목적지 포트를 보고 결정하기 때문에 4계층 스위치라고도 함
- 클라이언트가 호스트와 직접 통신하지 못하게 하여 내부 네트워크 구조를 숨기고 보안을 제공
계층적 구조
- 데이터 센터는 수십 만 대의 호스트까지 확장하기 위해 라우터와 스위치의 계층구조를 채택
- 클라우드 애플리케이션 제공자 입장에서는 애플리케이션 가용성을 높게 유지하는 것이 중요하기 때문에 데이터 센터 설계에 여분의 네트워크 장비와 링크를 포함시킴
구조
- 최상단에서는 경계 라우터가 접속 라우터들에 연결
- 접속 라우터 아래에는 세 단의 스위치들 존재
- 최상단 스위치는 여러 개의 두 번째 단 스위치들과 부하 균등화기에 연결
- 두번째 단 스위치는 랙의 TOR 스위치를 통해 여러 랙으로 연결
문제점
- 기존의 계층적 구조는 확장성 문제를 해결하기는 하지만 호스트-호스트 간 용량을 제한하는 문제가 있음
- 데이터 센터 네트워크에 동시에 여러 개의 플로우가 있는 경우 다른 랙에 있는 두 호스트 간 최대 전송률은 훨씬 작아질 수 있음
- 고속 스위치와 라우터를 사용하면 해결할 수 있지만, 데이터 센터 비용이 많이 증가
데이터 센터 네트워킹 동향
- 완전 연결 토폴로지 사용
- 기존 계층적 설계의 단점을 극복하는 새로운 상호연결 구조와 네트워크 구조
- 하나의 1단 스위치가 모든 2단 스위치에 연결
- 호스트-호스트 용량을 상당히 증가시킬 수 있음
- 선박 컨테이너 기반의 모듈화
- MDC에서는 표준 12m 선박 컨테이너에 미니 데이터 센터를 구축한 후 컨테이너를 데이터 센터의 위치로 이동시킴
- 컨테이너에는 수십 개의 렉에 최대 수천 개의 호스트들이 촘촘히 포장되어 들어 있음
- 컨테이너 성능은 점진적으로 저하되도록 설계되소, 여러 구성요소가 고장나고 성능이 임계치 이하로 떨어지면 컨테이너를 제거하고 새로운 것으로 교체함
- 컨테이너들 간에 고속의 호스트-호스트 대역폭을 제공하면서도 수십만 대의 컨테이너들을 상호연결해주는 중앙 네트워크를 설계하는 것은 여전히 난제로 남아있음
- 라우팅 알고리즘 설계
- 1) 랜덤 라우팅 방법 2) 호스트마다 네트워크 인터페이스 카드를 여러 개 설치한 후 여러 대의 저가 스위치에 연결하는 방법을 변형 또는 확장한 형태 적용
