Αρχιτεκτονικές οπτικών δικτύων σε δίκτυα κέντρων δεδομένων

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, εφαρμογές με επίκεντρο τα δεδομένα, όπως ροές βίντεο υψηλής ευκρίνειας, η κοινωνική δικτύωση και το cloud computing σε συνδυασμό με τη μεγάλη διάδοση κινητών συσκευών όπως τα smartphones και τα tablet έχουν συμβάλει στην ταχεία ανάπτυξη της κίνησης στο Διαδίκτυο. Τα κέντρα δεδομένων αποτελούν μία αναπόσπαστη απόρροια της ύπαρξης του Διαδικτύου και παρέχουν ποικίλες υπηρεσίες από την κοινωνική δικτύωση έως τους επιστημονικούς υπολογισμούς μεγάλης κλίμακας. Επιπρόσθετα, τα τρέχοντα συστήματα κέντρων δεδομένων οργανώνονται με τη μορφή της ιεραρχικής δενδρικής δομής που βασίζεται σε μεταγωγείς περιορισμένου εύρους ζώνης. Τα σύγχρονα συστήματα κέντρων δεδομένων αντιμετωπίζουν μια σειρά ζητημάτων όπως η υψηλή κατανάλωση ενέργειας, η περιορισμένη διαθεσιμότητα εύρους ζώνης, η συνδεσιμότητα διακομιστή, η ενεργειακή απόδοση και το κόστος, η πολυπλοκότητα της κυκλοφορίας κ.λπ. Λόγω της προόδου στους πολυπύρηνους επεξεργαστές, τους επιταχυντές και τα αυξανόμενα επίπεδα παραλληλισμού σε όλα τα επίπεδα του ιεραρχικού συστήματος, παρατηρείται μία έντονη τάση βελτίωσης της απόδοσης που αναμένεται να συνεχιστεί και στα επόμενα χρόνια. Ως εκ τούτου, τα κέντρα δεδομένων πρέπει να επανεξεταστούν από την άποψη του σχεδιασμού διασύνδεσης όσων αφορά την υποστήριξη κέντρων δεδομένων πολύ μεγάλης κλίμακας, εξοικονομώντας παράλληλα ενέργεια. Το τελευταίο διάστημα, πολλοί ερευνητές επικεντρώθηκαν στην εξέταση διαφόρων προσεγγίσεων για την αντιμετώπιση των απαιτήσεων επεκτασιμότητας, ταχύτητας και απόδοσης των κέντρων δεδομένων επόμενης γενιάς. Μία από τις πιο εφικτές λύσεις αυτών των ζητημάτων είναι η χρήση τεχνολογιών οπτικής μεταγωγής ή πιο συγκεκριμένα οπτικών δικτύων στον πυρήνα των συστημάτων των κέντρων δεδομένων. Στα πλαίσια υλοποίησης της παρούσας εργασίας θα παρουσιαστεί μια ενδελεχής περιγραφή των σύγχρονων συστημάτων κέντρων δεδομένων και μερικές δημοφιλείς αρχιτεκτονικές οπτικών δικτύων σε δίκτυα κέντρων δεδομένων όπου θα παρουσιάζονται και θα αναλύονται αντίστοιχα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της εκάστοτε αρχιτεκτονικής.