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解决数据中心网络拥塞，，，，，，，，stake官网RALB负载平衡手艺助力高效数据传输

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解决数据中心网络拥塞，，，，，，，，stake官网RALB负载平衡手艺助力高效数据传输

据中心承载了目今互联网中的大部分数据流量和应用功效，，，，，，，，数据中心网络传输性能的优劣直接决议了数据中心的服务能力。。。。。stake官网网络RALB负载平衡手艺突破了古板手艺的局限，，，，，，，，凭证目今的链路的负载情形，，，，，，，，做全局的流量平衡，，，，，，，，并团结逐包动态转发，，，，，，，，实现网络无壅闭和超高带宽使用率的效果。。。。。

宣布时间：2023-12-18
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数据中心网络负载平衡配景

目今数据中心承载了目今互联网中的大部分数据流量和应用功效。。。。。理想情形下，，，，，，，，数据中心会为差别用户的差别应用流量提供差别化的、高吞吐量低时延的服务。。。。。其中，，，，，，，，数据中心网络传输性能的优劣直接决议了数据中心的服务能力。。。。。因此，，，，，，，，对数据中心流量举行管理，，，，，，，，能够提高网络链路的整体使用率，，，，，，，，镌汰拥塞情形，，，，，，，，阻止重传爆发。。。。。怎样设计合理、高效的网络负载平衡计划，，，，，，，，成为了建设新型数据中心的要害。。。。。

网络负载平衡面临的挑战

由于目今数据中心的重大性,使得设计知足要求的数据中心网络负载平衡计划具有一定的挑战。。。。。

1.流量动态性：数据中心网络的流量是动态转变的，，，，，，，，其中少量的大流占有了网络中大部分负载，，，，，，，，而大宗的小流会造成网络状态的强烈转变, 使得流量调理泛起滞后性；；；；；；；这就使得数据中心网络负载平衡设计问题变得越发重大。。。。。

2.拥塞感知难：由于数据中心网络流量特有的高动态性, 使得对网络拥塞的感知具有时间滞后性, 即目今感知到的拥塞信息为已往时的状态。。。。。因此，，，，，，，，感知网络拥塞情形的准确性和实时性直接决议了负载平衡的性能。。。。。

3.数据包乱序：古板数据中心网络的负载平衡手艺通常接纳基于Flow的调理，，，，，，，，HASH盘算后选择唯一起径通讯，，，，，，，，在统一链路上爆发冲突的两个数据流的传输时间会加倍。。。。。而接纳Packet粒度举行调理时，，，，，，，，由于传输层协议简直认机制, 这类将Flow支解成Packet的手艺，，，，，，，，将会造成数据包的乱序问题。。。。。

4.异常流量调理：当网络装备或链路泛起故障时，，，，，，，，网络中的上下行链路会泛起差池称等情形，，，，，，，，爆发网络的拥塞后，，，，，，，，严重降低了数据的传输效率。。。。。负载平衡计划需实时对故障情形举行响应，，，，，，，，对网络中被影响的流量举行重新调理，，，，，，，，以优化网络的传输。。。。。

数据中心网络多链路负载平衡的问题

数据中心的网络拓扑通常接纳CLOS结构，，，，，，，，主机之间常保存多条路径。。。。。为知足吞吐量敏感型流量的需求，，，，，，，，将数据流漫衍到差别路径上举行数据传输。。。。。为阻止拥塞，，，，，，，，提高数据中心内的资源使用率，，，，，，，，数据中心网络负载平衡计划通常唬�；；；；；嵫≡馝CMP(Equal-costmulti-path)手艺。。。。。

ECMP（Equal-costmulti-path）意为等价多路径路由，，，，，，，，即保存多条抵达统一个目的地址的相等开销的路径。。。。。当装备支持等价路由时，，，，，，，，发往该目的IP或者目的网段的三层转发流量就可以通过差别的路径分担，，，，，，，，实现网络链路的负载平衡。。。。。在链路泛起故障时，，，，，，，，实现快速切换ECMP的路径选择战略有多种要领：

1. HASH，，，，，，，，基于IP五元组举行HASH盘算，，，，，，，，为流选择指定路径

2. 轮询，，，，，，，，各个流在多条路径之间轮询传输

3. 基于路径权重，，，，，，，，凭证路径的权重分派流，，，，，，，，权重大的路径分派的流数目更多

ECMP负载平衡流程图

ECMP是一种较为简朴的负载平衡战略，，，，，，，，其在现实使用中也面临许多问题：

1. HASH极化问题

HASH极化问题常见多级负载平衡场景，，，，，，，，即多台装备间互联均保存负载平衡，，，，，，，，此时若多台装备间使用相同的负载平衡模式或HASH算规则可能泛起HASH极化征象。。。。。

2. HASH一致性问题

弹性HASH功效开启可确保在单条链路故障时，，，，，，，，交流机会将ECMP组内数据流重新HASH盘算，，，，，，，，再举行负载平衡到剩余有用链路上，，，，，，，，着实现可确保原来HASH的流量的一致性。。。。。可是弹性HASH只能确保1个端口或链路故障情形下的hash平衡，，，，，，，，而2个及以上端口或链路故障情形下，，，，，，，，无法实现HASH的负载平衡。。。。。

3. 静态HASH不平衡问题

静态HASH通过算法天生HASH-KEY值，，，，，，，，然后凭证HASH-KEY值在链路中选取一条成员链路对数据包举行转发。。。。。静态HASH的弱点是没有思量负载平衡链路中各成员链路的使用率，，，，，，，，从而会泛起成员链路之间的负载不平衡，，，，，，，，尤其当大流泛起时，，，，，，，，会加剧所选中成员链路的拥塞，，，，，，，，随着交流机缓存的加深，，，，，，，，会触发PFC和ECN，，，，，，，，导致源端降速。。。。。

古板以太网构建的数据中心网络通过ECMP HASH实现负载平衡，，，，，，，，网络流量特征是大宗小流的情形下可以获得较量理想地网络负载平衡效果，，，，，，，，可是AI训练的流量特征是同时保存一定命目的大流，，，，，，，，这在哈希不均时会泛起长尾时延，，，，，，，，从而影响训练效率，，，，，，，，这也是通过以太网支持大规模唬�；；；；；笛把盗返囊桓鎏粽健！！！！�

stake官网RALB负载平衡手艺

为相识决上述问题，，，，，，，，stake官网在多路径流量调理手艺上举行了立异，，，，，，，，RALB(Remote Adaptive Load Balancing)手艺通过感知链路质量，，，，，，，，举行逐包的全局动态负载平衡，，，，，，，，让网络带宽使用率可达97.6%。。。。。

差别负载平衡手艺下的带宽使用率比照

1、逐包动态负载平衡

感知外地链路质量，，，，，，，，通过逐包的动态负载平衡战略，，，，，，，，实现网络无壅闭，，，，，，，，靠近满吞吐。。。。。

静态HASH vs 动态负载平衡

静态HASH接纳的是逐流负载平衡的方法，，，，，，，，HASH盘算后选择ECMP组的其中一条链路转发，，，，，，，，而动态负载平衡接纳的是逐包转发的方法，，，，，，，，将Flow支解成颗粒度更小的Packet，，，，，，，，凭证链路的负载情形，，，，，，，，在ECMP组全链路中举行逐包转发。。。。。因此，，，，，，，，在AI训练场景接纳RALB手艺，，，，，，，，将Read和Write的数据报文支解成更小的Packet，，，，，，，，举行逐包动态负载平衡，，，，，，，，而关于其他类型报文，，，，，，，，仍接纳静态逐流HASH方法，，，，，，，，从而获得更高的带宽使用率。。。。。

2、全局负载平衡

通过感知远端链路质量转变，，，，，，，，在Leaf层举行精准流量调理，，，，，，，，抵达全局负载平衡的效果。。。。。

古板流量控制 vs RALB手艺

当数据中心网络中爆发光模浚�？？？？楣收稀⒔涣骰丝诠收匣蚬庀肆绰范峡攘绰饭收系那樾问�，，，，，，，，会形成交流机上下行链路差池称的情形，，，，，，，，从而导致交流机出口(Egress port)拥塞。。。。。交流机在行列拥塞情形下，，，，，，，，对拥塞的数据包做ECN标记并转达给吸收端；；；；；；；吸收端收到带有ECN标记的数据包后，，，，，，，，天生CNP拥塞通告返回给发送端；；；；；；；发送端收到 CNP 报文，，，，，，，，对相关优先级的行枚举行降速处置惩罚。。。。。如图中所示Spine1到Leaf2的其中一条链路断开，，，，，，，，Spine1到Leaf2之间只有1条100G链路，，，，，，，，Leaf1经由Spine1到Leaf2的流量，，，，，，，，会在Leaf1上触发出口拥塞，，，，，，，，Leaf1入口要降速到100G才华阻止拥塞；；；；；；；而发送端降速，，，，，，，，会让所有发出的流量一起降速，，，，，，，，同时由于逐包负载平衡让Leaf1的上行流量同时降速。。。。。假设Leaf1经由Spine1和Spine2到Leaf2的流量是足够平衡的，，，，，，，，那么Leaf1经由Spine2到Leaf2的流量也会被降速到100G；；；；；；；因此体现为整体带宽只有200G；；；；；；；

在网络链路故障时，，，，，，，，接纳RALB手艺，，，，，，，，Spine交流机连忙感知到链路的转变，，，，，，，，并快速通知TOR交流机，，，，，，，，让Leaf1感知到远端链路的转变，，，，，，，，对去往Leaf2的流量举行远端自顺应负载平衡，，，，，，，，将更多的流量调理到下一跳为Leaf2的链路上，，，，，，，，实现流量全局的负载平衡。。。。。接纳RALB手艺后，，，，，，，，对目的为Leaf2且经由Spine1的2条链路流量举行精准降速，，，，，，，，而不影响其他去往Leaf2的链路流量。。。。。如图中所示应用RALB手艺之后，，，，，，，，Leaf1只会往Spine1转发1/3到Leaf2的流量，，，，，，，，往Spine2转发另外2/3到Leaf2的流量，，，，，，，，最终可以充分使用上Leaf1到Leaf2最大的300G带宽，，，，，，，，相比应用之前的200G提升50%（效果随着Spine交流机数目增添而提升，，，，，，，，3台Spine交流机时，，，，，，，，从3/6提升到5/6；；；；；；；4台Spine交流机时，，，，，，，，从4/8提升到7/8，，，，，，，，以此类推）；；；；；；；同时，，，，，，，，应用RALB手艺之后在Leaf1上就能提前触发流控，，，，，，，，起到降低时延的效果。。。。。

stake官网网络RALB负载平衡手艺突破了古板手艺的局限，，，，，，，，凭证目今的链路的负载情形，，，，，，，，做全局的流量平衡，，，，，，，，并团结逐包动态转发，，，，，，，，实现网络无壅闭和超高带宽使用率的效果，，，，，，，，显著提高了数据传输的效率和稳固性，，，，，，，，为数据中心的高效运行提供了有力支持。。。。。

在全球互联网流量一直增添和数据应用需求日益多样化的配景下，，，，，，，，stake官网网络致力于推动网络手艺的前进和生长，，，，，，，，全局负载平衡解决计划的推出正是其一直探索和立异的有力证实。。。。。通过一连的手艺研发和产品立异，，，，，，，，stake官网网络将继续为全球的数据中心提供越发高效、可靠、智能的网络解决计划，，，，，，，，在AIGC时代，，，，，，，，助力互联网企业及各行各业的快速生长。。。。。

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