מרכז נתונים של מרכז חיבור אופטי: סוף - ל- - נקודת מבט סוף

הנוף הדיגיטלי המודרני היה עד טרנספורמציה חסרת תקדים באופן מאורגנים, מנוהלים ומנוצלים משאבים חישוביים. בלב מהפכה זו שוכן מרכז הנתונים - מערכת אקולוגית מתוחכמת המשמשת עמוד השדרה של עולמנו המחובר זה לזה. ככל שאנו מתקדמים לעידן של צמיחת נתונים מעריכיים ויישומים מורכבים יותר ויותר, הפרדיגמות המסורתיות של תכנון מרכז נתונים וארכיטקטורת רשת מתמודדות עם אתגרים משמעותיים הדורשים פתרונות חדשניים.

מרכזי נתונים התפתחו מחוות שרת פשוטות לסביבות מורכבות ותזמורות מאוד התומכות בכל דבר, החל משירותי אינטרנט בסיסיים ועד יישומי בינה מלאכותית מתקדמת. הופעתה של מחשוב ענן, ניתוח נתונים גדולים ודרישות עיבוד זמן אמיתיות - שינתה באופן מהותי את דפוסי התנועה ואת ציפיות הביצועים במתקנים אלה. אבולוציה זו יצרה צורך דחוף בטכנולוגיות חיבור מתוחכמות יותר, כאשר רשת אופטית מתעוררת כמניעה קריטית עבור ארכיטקטורות מרכז הדור הבא של מרכז הדור.

האימוץ הנרחב והשיפור המהיר של הזרמת וידיאו, תמונות לוויין, עמיתים - ל- - העברת נתונים של עמיתים ומערכות אחסון הביאו לצמיחה משמעותית בתעבורת האינטרנט. כדי להבין באופן מלא את הצעת הערך של פתרונות דומיין אופטיים בסביבות מרכז נתונים, עלינו לנתח באופן מקיף כיצד יישומים מתעוררים אלה משפיעים על שני דפוסי התעבורה של מרכז הנתונים intra- וגם על דפוסי התעבורה של מרכז הנתונים.

מעבר ליישומים המייצרים צמיחת תנועה מוחלטת, כגון הזרמת וידיאו, יישומים רבים אחרים כולל סריקה רפואית, מציאות מדומה והדמיה פיזית רוכשים, אחסון ועיבוד נפחי נתונים גדולים יותר ויותר. התפשטות חיישנים בסביבתנו ממשיכה לאסוף ולנתח מערכי נתונים צומחים, תוך שיפור מתמיד של יכולות החישוב של המעבדים בהאיץ מגמה זו.

יישומים אלה מייצרים מערכי נתונים מאסיביים המעובדים באופן מקוון במהלך השידור או מאוחסנים לעיבוד לא מקוון שלאחר מכן. העולם שלנו מייצר כמויות נתונים הולכות וגוברות של נתונים, והחוקרים מחפשים באופן פעיל שיטות מיטוביות לטיפול במערכי נתונים מאסיביים אלה כדי לקדם תחומים כמו מחשוב נייד, מדיה אישית, למידת מכונות ורובוטיקה.

יישומי ראיית מחשב מייצגים חישוב - עומסי עבודה אינטנסיביים עם דרישות חביון ספציפיות במצבים אינטראקטיביים ומציגים משתנה, נתונים - מאפייני ביצוע תלויים. באופן כללי, ליישומים אלה יש מאפיינים המעדיפים ארכיטקטורות עיבוד מקבילות. פירוק המשימות החישוביות ליישומי איתור וידאו מדגים כיצד משוכפלים זרמי וידיאו קלט למודולי ניתוח שונים, כאשר תוצאות מועברות למודולי צבירה להחלטות גילוי אירועים סופיות.

דרישות רוחב הפס בין משימות משנה שונות משתנות באופן משמעותי, כאשר צינורות העברת נתוני הווידיאו דורשים רוחב פס גבוה משמעותית בהשוואה לתוצאות הניתוח המעבירות. במקביל, נפח הנתונים הדורשים ניתוח מהיר הפך להיות עצום.

כפי שנדון לעיל, יישומים מתעוררים מניעים דרישות רוחב פס גבוהות יותר ויותר. מיישומי מחשוב מדעיים ועד מנועי חיפוש ויישומי MapReduce, כולם דורשים רוחב פס עציצי - תקשורת. אז - הנקרא intra - תנועה של מרכז הנתונים לאשכול, המכונה גם מזרח - תנועה מערבית, צומחת בשיעורים העולים אפילו על צפון {}}} תנועה דרומית (תנועה נכנסת ויוצאת מרכזי נתונים).

בשנת 2011, היחס בין מזרח - מערבה לצפון - תנועה דרומית במרכזי נתונים של מיקרוסופט ניגשה 4: 1. עם צמיחה מתמדת של סולמות מרכז נתונים ודרישות רוחב הפס של היישום, השגת רשתות המופיעות קרוב לאידיאלי כל - ל- - כל הקישוריות הפכה לאתגר עצום. מרכזי נתונים מסורתיים בדרך כלל משתמשים בעץ - ארכיטקטורות רשת, כאשר intra - רוחב פס בין חיבורי מתלה עולה על רוחב הפס של מתלה בין-, ויוצר רשת מעל- יחסי מנוי.

למרות שמרכזי נתונים מאפשרים באופן תיאורטי - הרחבת מערכות אחסון ומחשוב (בהתבסס על סטנדרטים מסחריים או נמוך {}}} מעבדי עלות), ארכיטקטורה זו מעדיפה גבוהה {}} תקשורת מקומית של רוחב פס (תקשורת צומת סמוך) ולא גדול -. כתוצאה מכך, כדי להשיג יעילות תקשורת גבוהה יותר, פריסת התוכנית המקבילה נעשית קשה יותר ויותר, מה שדורש התאמה לצמתי מחשוב מתאימים כדי להתאים ליותר על ארכיטקטורות רשת מנוי {}}.

טופולוגיות עצים היררכיות מסורתיות, למרות שהם פשוטים להבנה וליישום, יוצרים צווארי בקבוק מובנים המגבילים את המדרגיות והביצועים. יחסי המנוי של Over - הטמונים בעיצובים אלה הופכים לבעייתיים יותר ויותר ככל שהיישומים דורשים יותר אחידים, גבוהים - קישוריות רוחב הפס בין זוגות צומת שרירותיים.

טופולוגיות רשת מתקדמות כמו רשתות Clos, שומן - עצים ותצורות רשת מציעות רוחב פס משופר של ביסקטוריון ומופחת על פני- יחסי מנוי. טופולוגיות אלה, כאשר מיושמות באמצעות טכנולוגיות חיבור אופטיות, יכולות לספק כמעט - אידיאלי כל - ל - כל דפוסי הקישוריות התואמים טוב יותר את דרישות התקשורת של יישומים מקבילים מודרניים.

יישום הטופולוגיות המתקדמות הללו דורש יכולות מיתוג וניתוב אופטיות מתוחכמות. מיתוג מעגלים אופטי, מיתוג מנות אופטיות ואלקטרו היברידי - גישות אופטיות כל אחת מציעות סחר שונה {}} OFFs מבחינת ביצועים, מורכבות ועלות. בחירת טכנולוגיות הרשת האופטיות המתאימות תלויה רבות בדרישות היישום הספציפיות וביעדי הביצועים.