1、為什么要關注網絡？

        傳統網絡在技術和產品方面比較成熟。數據中心網絡在建設過程中，主要以傳統網絡為標準，通過對其修補來匹配數據中心網絡的要求。

        斗轉星移，傳統網絡的劣勢隨著數據中心的發展在逐漸放大。AI、邊緣計算等新的業務形態對數據中心的網絡提出了新的新需求，南北向流量的增長、對時延和吞吐要求的不斷提高，使對數據中心網絡技術的研究逐漸成為一個比較緊迫的事情。各種國際標準組織紛紛成立相關的研究組來開展相關工作。網絡已經不再只是一個流量轉發的只需要追求穩定的平臺，它逐漸成為一個重要的生產環節，成為數據中心創新的一個重要方面。

        2、什么新場景？

        數據中心技術與承載業務的發展變化，是數據中心對網絡產生新需求的重要原因。

        一方面，隨著計算虛擬化、存儲虛擬化的快速發展，計算、存儲資源進一步整合，極大地提高了計算、存儲執行效率與資源利用率，而網絡具有數據傳輸的重要功能，必須進行相應的調整，以迎合其它方面技術發展帶來的新需求。

        另一方面，數據中心相關業務發展對網絡的性能提出更高的要求。相關業務場景包括大型在線數據密集（OLDI）服務，如用于在線購物，社交媒體和網絡搜索的自動推薦系統；高性能深度學習網絡；NVMe高速存儲業務等應用場景。OLDI需要對高頻率、高速率的請求進行即時回應；深度學習在模型訓練過程中需要高性能的計算系統，并行計算數據的傳輸通信時間極大影響著計算的性能；NVMe非常適合未來云數據中心高度并行的要求，而為保證NVMe的可靠性，需要對網絡在延時方面提出更加苛刻的要求。

        這些業務場景的不斷涌現和進一步深度應用，也使得數據中心對于內部網絡的要求不斷提高。

        3、現在有什么問題？

        目前數據中心在網絡方面存在諸多需要解決的問題。

        以數據中心當前主流的Scale-out架構為例，其主要是2級、3級CLOS，少數可能達到5級、6級CLOS。而many-to-one流量模型和all-to-all流量模型，使得這種架構在未來數據中心新場景下存在丟包、時延、吞吐等多方面的挑戰。

        圖1 many-to-one流量模型 圖2 all-to-all流量模型

        如圖1所示為many-to-one流量模型，流量從server1到server5、從server7到server5、從server9到server5，整網無阻塞， 只有leaf2向server5的方向出端口方向buffer是瓶頸。如圖2所示為all-to-all流量模型，流量從server1到server5、從server9到server6，整網無阻塞， 只有spine1向leaf2的方向出端口方向buffer是瓶頸。上述網絡中的瓶頸問題，將會極大的影響數據中心網絡的性能，需要采用適當的方法解決瓶頸產生的影響。

        4、無損網絡如何做？

        針對數據中心網絡面對的各種問題，相關機構進行了深入的研究，提出了相應的解決方案。無損網絡是數據中心網絡問題的解決方案之一，其主要通過擁塞控制、負載均衡、流量控制等方式，解決包括many-to-one和all-to-all流量模型在內的數據中心網絡存在的問題，其技術發展也主要是在這三個方面發展。

        其中流量控制主要是管理兩個節點之間的數據傳輸速率，通過接收端的反饋，從而調節發送端發送數據的速率，使得接收端接收與發送端發送相匹配。

        負載均衡是接收端和發送端存在多條路徑的情況下，將兩節點間的流量合理的在多條了路徑上進行分發。

        網絡擁塞會引起數據包在網絡設備中排隊甚至導致隊列溢出而丟棄，是導致網絡高動態時延的主要原因，擁塞控制很好的解決了上述問題。

        目前，無損網絡技術主要在以上三個方面進行技術創新，解決數據中心網絡面臨的問題。

        5、我們能做什么？

        無損網絡是開放數據中心標準推進委員會（ODCC）的重點研究內容之一，已經得到了中國信息通信研究院、中國電信、中國移動、百度、美團、華為、Mellanox等企事業單位的支持，相關的技術規范和白皮書也在制定當中，將于今年十月的開放數據中心峰會發布相關的成果。數據中心網絡已經不能很好的適應技術、業務場景對于數據中心網絡的要求，隨著技術和業務場景的發展，這種影響將逐步擴大。為了更好的服務數據中心業務新需求，需要通過新技術、新產品解決數據中心面臨的網絡問題，這樣不僅有利于數據中心的長遠發展，同時也有利于企業技術創新，產品換代。