Con el tiempo, la industria tecnológica ha desarrollado e implementado variaciones en la arquitectura del árbol gordo. Pero el diseño todavía tiene margen de mejora. Generalmente confiables, también son torpes, ineficientes y requieren cableado complicado. Al igual que el cable físico real.
Si alguna vez ha estado en un centro de datos o sala de servidores de un edificio de oficinas, probablemente haya visto haces de cables de colores saliendo de bastidores metálicos. El cableado es uno de los mayores costos en redes, dijo Rehder, y los centros de datos globales de Amazon están actualmente conectados con 20 millones de kilómetros de cable de fibra óptica. Esa es aproximadamente la distancia necesaria para viajar de la Tierra a la Luna y regresar 25 veces.
En 2012, a medida que se disparaba la demanda de servicios de computación en la nube, un grupo de investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, incluido Godfrey, presentó un concepto conocido como medusa. Los diseños de redes fijas que se utilizaban en ese momento luchaban por satisfacer la creciente demanda, por lo que los investigadores propusieron “una interconexión de red de alta capacidad que, al adoptar una topología de gráficos aleatorios, naturalmente daría como resultado una expansión adicional”. Creen que este enfoque aleatorio puede ser más eficiente y escalable que las redes construidas con una arquitectura de árbol grueso.
“Le dimos el nombre de Jellyfish debido a su forma líquida”, dijo Godfrey. “Puedes conectar enrutadores y conmutadores de forma aleatoria y se convierte en un conjunto flexible de capacidad de red, lo cual es muy eficiente”.
Sin embargo, Jellyfish también presenta nuevos desafíos en cuanto a diseño, enrutamiento de datos y cableado. El enrutamiento en un gráfico aleatorio es más complicado, dijo Godfrey, porque cada vez hay más caminos variados que los datos pueden tomar desde su origen hasta su destino. El cableado es más difícil porque los puntos finales del cable se eligen al azar.
Unos años más tarde, Google empezó a probar otra solución: comenzó a integrar la conmutación de circuitos ópticosu OCS, en el diseño de su red. Este enfoque utiliza pequeños espejos para reflejar la luz desde el puerto de entrada al puerto de salida, lo que permite a Google reorganizar el cable óptico en tiempo real. Pero, repito: esto añade complejidad y costo a la ingeniería.
muy aleatorio
Mientras tanto, Amazon está buscando el “santo grial”, dijo Giacomo Bernardi, uno de los autores principales del nuevo artículo, junto con los académicos de Amazon Ratul Mahajan y Seshadhri Comandur. Idealmente, las redes de datos deberían ser planas y eficientes, resistentes a fallas de hardware, lo suficientemente aleatorias para maximizar el rendimiento y lo suficientemente escalables para escalar sin volverse difíciles de manejar. También dependerá de cables más simples y eficientes que los cada vez más complejos sistemas de fibra óptica.
Cuando él y sus colegas comenzaron a intentar construir dichas redes, Bernardi dice que ya estaba obsesionado con los mosaicos de Penrose, un tipo de mosaico aperiódico que lleva el nombre del físico británico Roger Penrose. (Otros investigadores se inspiraron tanto en los mosaicos de Penrose que intentaron traducir los patrones en códigos de corrección de errores en computadoras cuánticas). Bernardi se preguntó si Amazon podría usar una construcción similar y crear una “malla” plana siguiendo un patrón repetitivo. Él y su equipo intentaron simular cómo se vería.
