当前位置: 首页 > 科技观察

数据中心低延迟网络设备技术分析

时间:2023-03-21 17:50:09 科技观察

网络延迟是指一个数据包从用户电脑发送到web服务器,然后立即从web服务器返回到用户电脑的往返时间.这个过程包括:计算机网卡、网络设备、链路和服务器组件。每个部分转发数据流量都需要时间,所有部分消耗的时间加起来就是延迟。延迟越低,自然网络性能越好,响应越快。比如过年抢火车票,如果有人家里装了100M带宽或者用的是4G手机,就很容易抢到,因为骨干网的速度差不多,但是在端,个人用户的网络因网而异,响应速度比别人快。先得到它。因此,游戏、证券期货交易、计算中心以及许多科技公司等场所对网络延迟更为敏感。以亚马逊为例。一旦网络有100毫秒的延迟,就意味着他们可能会卖得更少。1%的货物。谷歌搜索对网速也有很高的要求,搜索页面0.5秒的延迟可能会导致网络流量下降20%。同样,如果电子交易平台慢5毫秒,股票经纪人可能每毫秒损失400万美元。数千英里”。为了减少网络延迟,每个部分都需要改进。我们知道光纤理论上可以以300,000公里/秒的光速传输数据,但实际上可以达到光速的70%在光纤传输中,也就是超过200,000km/s.公里,所以即使计算机和访问的服务器位于地球上最远??的两个位置,延迟也不会超过1秒。但是,有很多计算机和服务器之间的网络设备,即使在服务器所在的数据中心,也需要经过层层网络设备才能到达最终的服务器,将这些网络设备的延迟加起来,总的延迟时间为所以在一些特殊的行业中,往往需要配置一些低延迟的网络设备,将网络上的延迟降到最低,以提高网络性能,尤其是在这些科技和证券行业的数据中心。ra在网络技术还不发达的时候,网络是否可达是人们最关心的事情,但是现在人们更加注重网络体验,低延迟的概念也是近几年才逐渐进入人们的视野,并迅速流行起来。如今,在很多数据中心的网络设备选型中,时延已经成为考核和测试的必选项,时延大的设备是过不了关的。网络设备主要分为两类:路由器和交换机。路由器使用CPU软件来处理数据。延迟取决于CPU的处理速度。一般核心路由器的时延会控制在1毫秒以内(不拥塞),而交换机采用专用的转发芯片处理数据,处理效率要高很多,通常是几微秒到几十微秒。思科早在2012年就推出了最低延迟的交换机CiscoNexus3548,采用AlgorithmBoost技术,旨在支持高性能计算、高性能交易和大数据环境。在网络的二层和三层转发中,延迟可低至190纳秒,将交换机延迟降低十倍以上。这个数据直到2015年才被Exablaze打破。网络设备厂商Exablaze推出了其ExaLINKFusion网络交换机,并实现了110纳秒的二层转发,为市场提供了更多的选择。去年,来自悉尼的Metamako推出了一款超快速交换机。从交易所向电子交易员传输数据时,信息从一端传输到另一端仅需大约4纳秒(相当于十亿分之四秒)。已达到传输限制。纵观网络设备的发展历史,能够提供纳秒级数据处理的网络设备寥寥无几。原因有三:一是CPU芯片的性能。CPU的速度很难满足纳秒级的数据处理。路由器的CPU足够强大,但仍然达不到纳秒级收发数据的速度,更谈不上对数据进行计算和处理,所以根本无法在路由器上实现;低时延芯片需要耗费大量的人力物力,甚至最终都无法研发出来。开发此类芯片的成本非常高,因此专用芯片厂商更愿意专注于普通的通用芯片。需求大,利润高。;第三,网络设备时延达到微秒级,已经可以满足大部分业务应用,因此低时延网络设备的市场需求很小。虽然思科早在2012年就推出了低延迟专用交换机,但市场需求并不旺盛,而且这类交换机的研发成本非常高,自然销售价格也远高于普通交换机,这也使得许多数据中心客户选择其他常见类型的交换机。虽然网络设备是数据传输过程中的重要部分,但并不是全部。仅仅降低网络设备的延迟是不够的,还需要改进整个传输链路。虽然光纤传输部分改进空间不大,但是在服务器和电脑两边的网卡上还是有文章可以做的。现在服务器和电脑也推出了一些低延迟的网卡产品,将延迟降低到1微秒以内(一般是10G网卡),还有提升的空间。网络设备已经可以达到4纳秒。如果服务器和电脑网卡不能有很大的提升,使用延迟4纳秒的网络设备是没有意义的。只有降低整个网络传输过程中每一部分的延迟才有意义。减少数据中心网络延迟很重要吗?答案是肯定的,当然是。但是在数据中心发展的现状下。与其他技术相比,降低网络设备的延迟并不是最紧迫的事情,网络设备的延迟水平仍然可以满足大部分业务部署的要求。在很多数据中心网络设备的选型中,虽然已经将时延性能作为评价指标,但指标参数设置不高,大部分设备都能满足要求。但随着数据中心网络的不断成熟,特别是SDN、虚拟化、VXLAN等新技术的成熟,对网络性能的要求也会不断提高。相信对于时延指标的评价会更加严格。对网络设备的时延性能要求会越来越高。