Ringkasan:

– Google telah membangun perangkat keras dan perangkat lunak jaringannya sendiri untuk jaringan pusat data.

– Generasi mereka saat ini, Jupiter Fabrics, dapat memberikan lebih dari 1 petabit/detik total bandwidth biseksi.

– Google menggunakan topologi dekat, tumpukan kontrol perangkat lunak terpusat, dan protokol khusus untuk merancang jaringan pusat data mereka.

– Mereka telah menggunakan dan menikmati manfaat dari jaringan yang ditentukan perangkat lunak (SDN) selama satu dekade.

– Jaringan pusat data Google dibangun untuk kecepatan, modularitas, dan ketersediaan dan infrastruktur bersama.

– Andromeda adalah tumpukan jaringan terbaru Google Cloud Platform, berdasarkan Networking yang Ditentukan Perangkat Lunak (SDN).

– Google sedang membangun pusat data baru di Nebraska sebagai bagian dari $ 9.5 miliar investasi di pusat data dan kantor.

Pertanyaan unik:

1. Bagaimana Google telah membangun infrastruktur jaringan pusat data?

Google telah membangun perangkat keras dan perangkat lunak jaringannya sendiri untuk menghubungkan semua server di pusat data mereka bersama -sama, menyalakan sistem komputasi dan penyimpanan terdistribusi mereka. Mereka telah melakukan ini selama dekade terakhir.

2. Berapa kapasitas jaringan pusat data generasi Google saat ini?

Generasi saat ini, yang disebut Jupiter Fabrics, dapat memberikan lebih dari 1 petabit/detik total bandwidth biseksi. Kapasitas ini cukup untuk 100.000 server untuk bertukar informasi pada masing -masing 10GB/s.

3. Bagaimana Google mendesain jaringan pusat data?

Google menggunakan topologi dekat, yang melibatkan mengatur jaringan mereka di sekitar kumpulan sakelar yang lebih kecil untuk memberikan sifat -sifat sakelar logis yang jauh lebih besar. Mereka juga menggunakan tumpukan kontrol perangkat lunak terpusat untuk mengelola ribuan sakelar di dalam pusat data, menjadikannya bertindak sebagai satu kain besar. Selain itu, mereka membangun perangkat lunak dan perangkat keras mereka sendiri menggunakan protokol khusus yang disesuaikan dengan pusat data.

4. Berapa lama Google telah menggunakan dan menikmati manfaat dari Software Defined Networking (SDN)?

Google telah menggunakan dan menikmati manfaat SDN selama satu dekade. Mereka telah menggunakan SDN untuk memberi daya pada pusat data mereka WAN, B4, dan tumpukan virtualisasi jaringan SDN mereka, Andromeda.

5. Apa saja fitur utama dari jaringan pusat data Google?

Jaringan pusat data Google memberikan kecepatan, modularitas, dan ketersediaan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Mereka terus ditingkatkan untuk memenuhi tuntutan bandwidth dari generasi server terbaru mereka. Jaringan ini juga merupakan infrastruktur bersama, menyalakan infrastruktur dan layanan internal Google, serta Google Cloud Platform.

6. Apa itu Andromeda dan bagaimana hubungannya dengan platform Google Cloud?

Andromeda adalah substrat berbasis jaringan yang ditentukan perangkat lunak (SDN) untuk upaya virtualisasi jaringan Google. Ini adalah titik orkestrasi untuk penyediaan, mengkonfigurasi, dan mengelola jaringan virtual dan pemrosesan paket dalam jaringan di dalam platform Google Cloud.

7. Apa rencana investasi Google untuk pusat data dan kantor?

Google berencana untuk berinvestasi $ 9.5 miliar di pusat data dan kantor, dan sebagai bagian dari rencana itu, mereka sedang membangun pusat data baru di Nebraska.

8. Mengapa Google Membangun Perangkat Keras Jaringan dan Perangkat Lunaknya Sendiri Untuk Jaringan pusat data?

Google mulai membangun perangkat keras dan perangkat lunak jaringan mereka sendiri karena tidak ada solusi yang ada yang dapat memenuhi persyaratan komputasi terdistribusi mereka. Mereka terus melakukannya untuk memastikan infrastruktur komputasi yang hebat untuk pusat data mereka.

9. Prinsip apa yang digunakan Google dalam merancang jaringan pusat data mereka?

Google menggunakan tiga prinsip utama dalam merancang jaringan pusat data mereka: mengatur jaringan di sekitar topologi penutup, menggunakan tumpukan kontrol perangkat lunak terpusat, dan membangun perangkat lunak dan perangkat keras mereka sendiri menggunakan protokol khusus yang disesuaikan dengan pusat data.

10. Mengapa jaringan pusat data Google dianggap sebagai infrastruktur bersama?

Jaringan Datacenter Google menyalakan infrastruktur dan layanan internal mereka, serta Google Cloud Platform. Ini berarti bahwa jaringan yang sama dapat diakses oleh pengembang di seluruh dunia, memungkinkan mereka untuk memanfaatkan infrastruktur jaringan kelas dunia tanpa harus membangunnya sendiri.

11. Bagaimana Google memastikan ketersediaan jaringan pusat data mereka?

Tim Operasi Google telah mengerahkan dan menggunakan kembali beberapa generasi jaringan mereka di seluruh infrastruktur mereka untuk memenuhi kebutuhan bandwidth sistem terdistribusi mereka. Mereka bekerja sama dengan tim teknik dan operasi jaringan terbaik dunia untuk memastikan ketersediaan jaringan mereka.

12. Apa tujuan Andromeda di platform Google Cloud?

Andromeda berfungsi sebagai titik orkestrasi untuk penyediaan, mengkonfigurasi, dan mengelola jaringan virtual dan pemrosesan paket dalam jaringan di dalam platform Google Cloud. Ini adalah komponen kunci dari kemampuan jaringan platform.

13. Bagaimana Infrastruktur Jaringan Datacenter Google memanfaatkan Networking yang Ditentukan Perangkat Lunak (SDN)?

Google telah menggunakan SDN di infrastruktur jaringan pusat data mereka selama satu dekade. Mereka telah menggunakan SDN untuk memberi daya pada pusat data mereka WAN, B4, serta tumpukan virtualisasi jaringan mereka, Andromeda. Mereka telah menganut ide arsitektur SDN dalam sistem jaringan mereka.

14. Apa pentingnya investasi Google di pusat data dan kantor?

Investasi Google sebesar $ 9.5 miliar di pusat data dan kantor mencerminkan komitmen mereka untuk memperluas infrastruktur dan kemampuan mereka. Ini menunjukkan kepercayaan mereka pada pertumbuhan layanan mereka dan meningkatnya permintaan untuk Google Cloud.

15. Bagaimana Infrastruktur Jaringan Datacenter Google berkontribusi pada platform Google Cloud?

Infrastruktur jaringan pusat data Google adalah infrastruktur bersama yang memberi kekuatan infrastruktur dan layanan internal Google, serta Google Cloud Platform. Hal ini memungkinkan pengembang di seluruh dunia untuk memanfaatkan infrastruktur jaringan kelas dunia tanpa harus membangunnya sendiri, memungkinkan mereka untuk membuat layanan dan platform internet yang inovatif.

Google meluncurkan pusat data $ 750 juta baru sebagai bagian dari $ 9.Tujuan 5B

Pembelajaran mesin merupakan bagian integral dari berurusan dengan data besar. Seperti yang dikatakan Ryan den Rooijen, memimpin kemampuan global, Insights & Innovation, sebelum KTT Inovasi Big Data di London (Maret 2017), “Sebagian besar masalah yang saya amati berkaitan dengan bagaimana membuat data ini bermanfaat … untuk mendorong dampak bisnis yang bermakna.” Oleh karena itu, selain menggunakan pembelajaran mesin untuk produk seperti Google Translate, Google juga menggunakan jaringan sarafnya untuk memprediksi pue dari pusat datanya.

Apakah google ember basis data

VP & GM, Infrastruktur Sistem dan Layanan

Google telah lama menjadi pelopor dalam komputasi terdistribusi dan pemrosesan data, dari sistem file Google hingga MapReduce ke BigTable dan ke Borg. Dari awal, kami’tahu bahwa infrastruktur komputasi yang hebat seperti ini membutuhkan teknologi jaringan pusat data yang hebat. Tetapi ketika Google dimulai, tidak ada yang membuat jaringan pusat data yang dapat memenuhi persyaratan komputasi terdistribusi kami.

Jadi, selama dekade terakhir, kami telah membangun perangkat keras dan perangkat lunak jaringan kami sendiri untuk menghubungkan semua server di pusat data kami bersama -sama, menyatukan sistem komputasi dan penyimpanan terdistribusi kami. Sekarang, kami telah membuka infrastruktur yang kuat dan transformatif ini untuk digunakan oleh pengembang eksternal melalui Google Cloud Platform.

Pada KTT Jaringan Terbuka 2015, kami mengungkapkan untuk pertama kalinya detail lima generasi teknologi jaringan in-house kami. Dari Firehose, jaringan pusat data in-house pertama kami, sepuluh tahun yang lalu ke jaringan Jupiter generasi terbaru kami, kami’telah meningkatkan kapasitas jaringan pusat data tunggal lebih dari 100x. Generasi kami saat ini – Jupiter Fabrics – dapat menghasilkan lebih dari 1 petabit/detik total bandwidth biseksi. Untuk menempatkan ini dalam perspektif, kapasitas seperti itu akan cukup untuk 100.000 server untuk bertukar informasi pada masing -masing 10GB/s, cukup untuk membaca seluruh konten yang dipindai dari Perpustakaan Kongres dalam kurang dari 1/10 detik.

Kami menggunakan tiga prinsip utama dalam merancang jaringan pusat data kami:

• Kami mengatur jaringan kami di sekitar topologi dekat, konfigurasi jaringan di mana kumpulan sakelar yang lebih kecil (lebih murah) diatur untuk menyediakan properti dari sakelar logis yang jauh lebih besar.
• Kami menggunakan tumpukan kontrol perangkat lunak terpusat untuk mengelola ribuan sakelar di dalam pusat data, menjadikannya secara efektif bertindak sebagai satu kain besar.
• Kami membangun perangkat lunak dan perangkat keras kami sendiri menggunakan silikon dari vendor, lebih sedikit mengandalkan protokol internet standar dan lebih banyak lagi pada protokol khusus yang disesuaikan dengan pusat data.

Secara keseluruhan, tumpukan kontrol jaringan kami memiliki lebih banyak kesamaan dengan Google’Arsitektur komputasi terdistribusi dari protokol internet router-centric tradisional. Beberapa bahkan mungkin mengatakan bahwa kita’Ve telah menggunakan dan menikmati manfaat dari Networking Defined Software (SDN) di Google selama satu dekade. Beberapa tahun yang lalu, kami mengungkapkan bagaimana SDN telah menyalakan Google’S DATACENTER WAN, B4, salah satu dunia’s wans terbesar. Tahun lalu, kami menunjukkan detail GCP’SDN Network Virtualization Stack, Andromeda. Faktanya, ide -ide arsitektur untuk kedua sistem ini berasal dari pekerjaan awal kami di jaringan pusat data.

Membangun Jaringan Pusat Data Hebat bukan hanya tentang membangun perangkat keras dan perangkat lunak yang hebat. Dia’S tentang bermitra dengan dunia’Tim Teknik Jaringan dan Operasi Terbaik Sejak Hari Pertama. Pendekatan kami untuk jaringan secara mendasar mengubah organisasi jaringan’Data, kontrol, dan pesawat manajemen S. Pergeseran mendasar seperti itu tidak datang tanpa beberapa benjolan, tetapi tim operasi kami memiliki lebih dari sekadar memenuhi tantangan. Kami’VE yang digunakan dan dipekerjakan kembali beberapa generasi jaringan kami di seluruh infrastruktur skala planet kami untuk mengimbangi kebutuhan bandwidth dari sistem terdistribusi kami.

Menyatukan semua ini, jaringan pusat data kami memberikan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya pada skala seluruh bangunan. Mereka dibangun untuk modularitas, terus -menerus ditingkatkan untuk memenuhi tuntutan bandwidth yang tak terpuaskan dari generasi terbaru dari server kami. Mereka dikelola untuk ketersediaan, memenuhi persyaratan uptime dari beberapa layanan internet dan pelanggan yang paling menuntut. Yang terpenting, jaringan pusat data kami adalah infrastruktur bersama. Ini berarti bahwa jaringan yang sama yang menyalakan semua Google’Infrastruktur dan layanan internal juga menyalakan platform Google Cloud Google. Kami paling senang membuka kemampuan ini kepada pengembang di seluruh dunia sehingga layanan internet atau platform yang hebat dapat memanfaatkan infrastruktur jaringan kelas dunia tanpa harus menciptakannya.

Google Cloud

Masukkan Zona Andromeda: Tumpukan Jaringan Terbaru Google Cloud Platform

Andromeda adalah substrat berbasis jaringan yang ditentukan perangkat lunak (SDN) untuk upaya virtualisasi jaringan kami. Ini adalah titik orkestrasi untuk menyediakan, mengkonfigurasi, dan mengelola jaringan virtual dan pemrosesan paket dalam jaringan.

Oleh Amin Vahdat • Bacaan 3 menit

• Google Cloud
• Infrastruktur
• Sistem

Google meluncurkan pusat data $ 750 juta baru sebagai bagian dari $ 9.Tujuan 5B

Karena permintaan untuk Google Cloud Soars, Google sedang membangun pusat data baru di Nebraska sebagai bagian dari strateginya untuk berinvestasi $ 9.5 miliar di pusat data dan kantor pada tahun 2022.

Google memenuhi janjinya menghabiskan $ 9.5 miliar di pusat data Google baru dan kantor pada tahun 2022 dengan pembukaan pusat data $ 750 juta baru di Nebraska.

Kampus Google baru yang besar di Omaha, NEB., akan terdiri dari empat bangunan dengan total lebih dari 1.4 juta kaki persegi sebagai permintaan untuk layanan dan infrastruktur Google Cloud melonjak. Di Google Cloud’S kuartal keempat baru -baru ini, perusahaan melaporkan pertumbuhan penjualan 45 persen dari tahun ke tahun menjadi $ 5.5 miliar.

“[Pusat Data Baru] akan membawa lebih banyak peluang bagi masyarakat setempat dan lebih banyak sumber daya bagi pelanggan kami untuk mengembangkan bisnis mereka dan menggunakan layanan digital,” kata Stacy Trackey Meagher, direktur pelaksana untuk Google Cloud’wilayah pusat, dalam sebuah pernyataan.

Pusat Data Google baru di Nebraska adalah bagian dari Mountain View, Calif.-Pencarian berbasis dan raksasa cloud’S rencana untuk menginvestasikan total $ 9.5 miliar di pusat data dan u.S.-Kantor berbasis pada akhir 2022.

Google adalah salah satu pembelanja terbesar untuk membangun pusat data baru di seluruh dunia, menurut Synergy Research Group, berinvestasi miliaran setiap tahun untuk membangun dan melengkapi pusat data hyperscale untuk memenuhi permintaan pelanggan cloud yang terus bertambah. Google, Amazon Web Services, dan Microsoft memiliki jejak pusat data terluas di dunia, dengan masing -masing hosting setidaknya 60 atau lebih lokasi pusat data.

Pusat data adalah “jangkar vital” Kepada Pelanggan dan Komunitas Lokal, kata CEO Google Sundar Pichai dalam posting blog bulan ini.

“Investasi kami di pusat data akan terus memberi daya pada alat dan layanan digital yang membantu orang dan bisnis berkembang,” kata google’S PICHAI.

Google’S Paket Ekspansi Pusat Data

Selain pusat data baru di Nebraska, Google berencana untuk menghabiskan miliaran tahun ini di pusat data di Georgia, Iowa, Oklahoma, Nevada, Tennessee, Virginia dan Texas.

“Di u.S. Selama lima tahun terakhir, kami’VE menginvestasikan lebih dari $ 37 miliar di kantor dan pusat data kami di 26 negara bagian, menciptakan lebih dari 40.000 pekerjaan penuh waktu. Itu’s Selain lebih dari $ 40 miliar dalam penelitian dan pengembangan yang kami investasikan di U.S. pada tahun 2020 dan 2021,” kata Pichai.

Pusat Data Mengaktifkan Layanan dan Infrastruktur Google Cloud, termasuk penawaran Platform Google Cloud (GCP) andalannya.

Pada tahun 2021, GCP mencatat lebih dari 80 persen pertumbuhan total volume kesepakatan dibandingkan dengan 2020, dan lebih dari 65 persen pertumbuhan dalam jumlah kesepakatan melebihi $ 1 miliar.

Secara keseluruhan, Google Cloud Now memiliki tingkat jangka pendapatan tahunan sebesar $ 22.16 miliar.

FAQ Pusat Data Google Bagian 3

Bagaimana Google memutuskan di mana harus membangun pusat datanya?

Google memilih lokasi pusat datanya berdasarkan kombinasi faktor yang mencakup lokasi pelanggan, tenaga kerja yang tersedia, kedekatan dengan infrastruktur transmisi, rabat pajak, tarif utilitas dan faktor terkait lainnya. Fokus baru-baru ini pada memperluas infrastruktur cloud telah menambahkan lebih banyak pertimbangan, seperti permintaan pelanggan cloud perusahaan untuk lokasi tertentu dan kedekatan dengan pusat populasi kepadatan tinggi.

Pilihan ST. Ghislain, Belgia untuk Pusat Data (yang dibuka pada 2010) didasarkan pada kombinasi infrastruktur energi, lahan yang dapat dikembangkan, dukungan lokal yang kuat untuk pekerjaan teknologi tinggi dan kehadiran sekelompok teknologi bisnis yang secara aktif mendukung pendidikan teknologi di sekolah dan universitas terdekat di dekatnya terdekat.

Iklim bisnis yang positif adalah faktor lain. Itu, ditambah dengan tanah dan kekuatan yang tersedia, membuat Oklahoma sangat menarik, menurut Google’S Direktur Operasi Senior Ketika situs Pryor Creek diumumkan. Di Oregon, lingkungan bisnis yang positif berarti menemukan di negara bagian yang tidak memiliki pajak penjualan. Komisaris Lokal Wasco County juga membebaskan Google untuk sebagian besar pajak propertinya sambil mengharuskannya melakukan pembayaran satu kali sebesar $ 1.7 untuk pemerintah daerah dan pembayaran setidaknya $ 1 juta setiap tahun sesudahnya.

Kedekatan dengan sumber energi terbarukan menjadi semakin penting juga. Google secara strategis diinvestasikan dalam sumber daya terbarukan dan mempertimbangkan jejak lingkungannya saat menempatkan pusat data baru.

Apakah Pusat Data Google menggunakan energi terbarukan?

Google membeli lebih banyak energi terbarukan daripada perusahaan mana pun di dunia. Ini tahun 2016 membeli energi yang cukup untuk memperhitungkan lebih dari setengah penggunaan energinya. Pada 2017 perusahaan berharap untuk sepenuhnya mengimbangi semua penggunaan energinya dengan energi terbarukan 100 persen. Untuk melakukan itu, Google telah menandatangani 20 perjanjian pembelian untuk 2.6 gigawatt (GW) energi terbarukan. Ini berarti bahwa, sementara energi terbarukan mungkin tidak tersedia di mana -mana atau dalam jumlah yang dibutuhkan Google, Google membeli jumlah energi terbarukan yang sama seperti yang dikonsumsi.

Google juga telah berkomitmen $ 2.5 miliar dana ekuitas untuk mengembangkan energi matahari dan angin yang dapat ditambahkan ke jaringan listrik di seluruh dunia. Bahwa kemauan untuk mendanai proyek terbarukan adalah upaya untuk secara bertahap memperluas pasar energi terbarukan dalam hal tersedia, serta dengan mengubah cara energi terbarukan dapat dibeli. Dalam prosesnya, menggunakan sumber terbarukan menjadi lebih mudah dan lebih efektif bagi semua orang.

Google

Tampilan Google Data Center di Hamina, Finlandia, dengan turbin angin di sebelahnya

Keberlanjutan adalah fokus di dalam pusat data juga. ST. Ghislain, Belgia, pusat data adalah Google’pertama -tama mengandalkan sepenuhnya pada pendinginan gratis. Dan, fasilitas itu’Pabrik pemurnian air di tempat memungkinkan pusat data di sana mendaur ulang air dari saluran industri daripada mengetuk wilayah tersebut’Pasokan air tawar.

Berapa banyak energi yang digunakan pusat data google?

Penggunaan energi pusat data merupakan bagian yang cukup besar dari 5.7 jam terawatt perusahaan induknya, alfabet, digunakan pada tahun 2015. Dengan pue rata -rata 1.12 (versus rata -rata industri 1.7), Google mengatakan pusat datanya menggunakan setengah energi dari pusat data yang khas. Porsi yang terus bertambah dari ini dapat diperbarui, disediakan melalui perjanjian pembelian daya.

Jenis perangkat keras dan perangkat lunak apa yang digunakan Google di pusat datanya?

Dia’Tidak rahasia bahwa Google telah membangun infrastruktur internetnya sendiri sejak 2004 dari komponen komoditas, menghasilkan pusat data yang gesit dan ditentukan perangkat lunak. Desain mesh hierarkis yang dihasilkan adalah standar di semua pusat datanya.

Perangkat keras didominasi oleh server kustom dan Jupiter yang dirancang Google, switch Google diperkenalkan pada 2012. Dengan skala ekonomi, Google berkontraksi langsung dengan manufaktur untuk mendapatkan penawaran terbaik.

Yevgeniy sverdlik

Google’S Switching Jaringan Jupiter Display di Google Cloud NEXT 2017 di San Francisco

Google’Server dan perangkat lunak jaringan menjalankan versi yang dikeraskan dari sistem operasi open source Linux. Program individu telah ditulis di rumah. Mereka termasuk, sepengetahuan kami:

• Google Web Server (GWS)-Server web berbasis Linux khusus yang digunakan Google untuk layanan online-nya.
• Sistem Penyimpanan:
  • COLOSSUS-Sistem File Tingkat Cluster yang Mengganti Sistem File Google
  • Kafein – Sistem pengindeksan kontinu yang diluncurkan pada 2010 untuk menggantikan Teragoogle
  • Hummingbird – Algoritma indeks pencarian utama yang diperkenalkan pada tahun 2013.

  Google juga telah mengembangkan beberapa abstraksi yang digunakannya untuk menyimpan sebagian besar datanya:

  • Protokol Buffer-Cara yang netral-bahasa, platform-netral, ekstensible untuk membuat serial data terstruktur untuk digunakan dalam protokol komunikasi, penyimpanan data, dan banyak lagi
  • SStable (tabel string diurut. Ini juga digunakan sebagai salah satu blok bangunan BigTable
  • Recordio – File yang mendefinisikan antarmuka IO yang kompatibel dengan Google’spesifikasi io

  Bagaimana Google menggunakan pembelajaran mesin di pusat datanya?

  Pembelajaran mesin merupakan bagian integral dari berurusan dengan data besar. Seperti yang dikatakan Ryan den Rooijen, memimpin kemampuan global, Insights & Innovation, sebelum KTT Inovasi Big Data di London (Maret 2017), “Sebagian besar masalah yang saya amati berkaitan dengan bagaimana membuat data ini bermanfaat … untuk mendorong dampak bisnis yang bermakna.” Oleh karena itu, selain menggunakan pembelajaran mesin untuk produk seperti Google Translate, Google juga menggunakan jaringan sarafnya untuk memprediksi pue dari pusat datanya.

  Google menghitung pue setiap 30 detik, dan terus melacaknya memuatnya, suhu udara eksternal dan level untuk peralatan mekanis dan pendingin. Data ini memungkinkan insinyur Google mengembangkan model prediktif yang menganalisis interaksi kompleks dari banyak variabel untuk mengungkap pola yang dapat digunakan untuk membantu meningkatkan manajemen energi. Misalnya, ketika Google mengambil beberapa server offline selama beberapa hari, insinyur menggunakan model ini untuk menyesuaikan pendinginan untuk mempertahankan efisiensi energi dan menghemat uang. Modelnya 99.6 persen akurat.

  Pada Juli 2016, Google mengumumkan hasil dari tes sistem AI oleh akuisisi Inggris DeepMind. Sistem itu telah mengurangi konsumsi energi unit pendingin pusat data sebanyak 40% dan PUE keseluruhan sebesar 15%. Sistem memprediksi suhu satu jam di muka, memungkinkan pendinginan disesuaikan sebagai antisipasi.

  Apakah Google Sewa Ruang di perusahaan lain’ Pusat Data?

  Ya. Google menyewa ruang dari orang lain saat itu masuk akal. Tidak setiap pusat data Google memiliki namanya di pintu. Sebaliknya, perusahaan menggunakan berbagai strategi untuk memenuhi kebutuhan pusat datanya. Ini menyewa ruang untuk situs caching, misalnya, dan menggunakan strategi build-and-lease campuran untuk peluncuran pusat data cloud globalnya.

  Apakah google ember basis data

  

  Amin Vahdat

  VP & GM, Infrastruktur Sistem dan Layanan

  Jaringan pusat data membentuk dasar untuk skala gudang modern dan komputasi awan. Jaminan yang mendasari seragam, komunikasi sewenang-wenang di antara puluhan ribu server di 100-an GB/S bandwidth dengan latensi sub-100us telah mengubah komputasi dan penyimpanan. Manfaat utama model ini sederhana namun mendalam: menambahkan server tambahan atau perangkat penyimpanan ke layanan tingkat lebih tinggi memberikan peningkatan proporsional dalam kapasitas dan kemampuan layanan. Di Google, teknologi jaringan Jupiter Data Center kami mendukung kemampuan skala-out semacam ini untuk layanan dasar untuk pengguna kami, seperti pencarian, YouTube, Gmail, dan layanan cloud, seperti AI dan Machine Learning, Compute Engine, BigQuery Analytics, Spanner Database, dan Luse Lainnya.

  Kami telah menghabiskan delapan tahun terakhir mengintegrasikan switching sirkuit optik (OCS) dan Wave Division Multiplexing (WDM) ke dalam Jupiter ke dalam. Sementara beberapa dekade kebijaksanaan konvensional menunjukkan bahwa melakukan hal itu tidak praktis, kombinasi OCS dengan arsitektur jaringan yang ditentukan perangkat lunak kami (SDN) telah memungkinkan kemampuan baru: dukungan untuk jaringan tambahan yang dibangun dengan teknologi heterogen; kinerja yang lebih tinggi dan konsumsi latensi, biaya, dan daya yang lebih rendah; Prioritas aplikasi waktu nyata dan pola komunikasi; dan peningkatan nol-downtime. Jupiter melakukan semua ini sambil mengurangi penyelesaian aliran sebesar 10%, meningkatkan throughput sebesar 30%, menggunakan daya 40% lebih sedikit, menimbulkan biaya 30% lebih murah, dan menghasilkan 50x lebih sedikit downtime daripada alternatif yang paling dikenal. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang bagaimana kami melakukan ini di makalah yang kami presentasikan di SigComm 2022 hari ini, Jupiter Evolving: Mengubah Jaringan Datacenter Google melalui sakelar sirkuit optik dan jaringan yang ditentukan perangkat lunak yang ditentukan.

  Berikut adalah gambaran umum dari proyek ini.

  Evolusi Jaringan Pusat Data Jupiter

  Pada 2015, kami menunjukkan bagaimana jaringan pusat data Jupiter kami diskalakan ke lebih dari 30.000 server dengan konektivitas per-server 40GB/s yang seragam, mendukung lebih dari 1 pB/detik bandwidth agregat agregat. Hari ini, Jupiter mendukung lebih dari 6pb/detik bandwidth pusat data. Kami memberikan tingkat kinerja dan skala yang belum pernah dilihat sebelumnya dengan memanfaatkan tiga ide:

  • Software Defined Networking (SDN) – Pesawat kontrol yang terpusat dan hirarkis secara logis untuk memprogram dan mengelola ribuan chip switching di jaringan pusat data.
  • Topologi Tutup – Topologi switching multistage yang tidak blok.
  • Silicon Switch Pedagang – Komponen switching Ethernet Ethernet yang hemat biaya, komoditas untuk jaringan penyimpanan dan data yang terkonvergensi.

  Dengan membangun tiga pilar ini, Jupiter’Pendekatan arsitektur S mendukung perubahan laut dalam arsitektur sistem terdistribusi dan menetapkan jalan untuk bagaimana industri secara keseluruhan membangun dan mengelola jaringan pusat data.

  Namun, dua tantangan utama untuk pusat data hyperscale tetap. Pertama, jaringan pusat data perlu digunakan pada skala seluruh bangunan – mungkin 40mw atau lebih infrastruktur. Selanjutnya, server dan perangkat penyimpanan yang digunakan ke dalam gedung selalu berkembang, misalnya bergerak dari 40GB/s ke 100GB/s ke 200GB/s dan hari ini 400GB/s Interkoneksi jaringan asli. Oleh karena itu, jaringan pusat data perlu berevolusi secara dinamis untuk mengimbangi elemen -elemen baru yang menghubungkannya.

  Sayangnya, seperti yang ditunjukkan di bawah ini, topologi tutup memerlukan lapisan tulang belakang dengan dukungan seragam untuk perangkat tercepat yang mungkin terhubung dengannya. Menyebarkan jaringan pusat data skala bangunan yang berbasis dekat berarti melakukan pra-melengkapi lapisan tulang belakang yang sangat besar yang berlari dengan kecepatan tetap dari generasi terbaru hari itu. Ini karena topologi penutup yang secara inheren membutuhkan semua-ke-semua fanout dari blok agregasi 1 ke tulang belakang; Menambah tulang belakang secara bertahap akan membutuhkan pemasangan kembali seluruh pusat data. Salah satu cara untuk mendukung perangkat baru yang berjalan dengan kecepatan garis yang lebih cepat adalah dengan mengganti seluruh lapisan tulang belakang untuk mendukung kecepatan yang lebih baru, tetapi ini tidak praktis mengingat ratusan rak individu yang menampung sakelar dan puluhan ribu pasangan serat yang berjalan melintasi gedung di seberang gedung di seberang gedung.

  

  Ara. Blok agregasi baru (hijau) dengan kecepatan port 200GB/s terhubung ke 3 blok tulang belakang lama (biru) dengan kecepatan port 100GB/s dan satu blok tulang belakang baru (hijau) dengan kecepatan port 200GB/s. Dalam model ini, hanya 25% dari tautan dari blok agregasi baru dan blok tulang belakang baru dijalankan pada 200GB/s.

  Idealnya, jaringan pusat data akan mendukung elemen jaringan yang heterogen di a “bayar saat Anda tumbuh” model, menambahkan elemen jaringan hanya saat dibutuhkan dan mendukung generasi teknologi terbaru secara bertahap. Jaringan akan mendukung model skala-out ideal yang sama yang memungkinkan server dan penyimpanan, memungkinkan penambahan tambahan kapasitas jaringan-bahkan jika teknologi yang berbeda dari yang sebelumnya digunakan-untuk memberikan peningkatan kapasitas proporsional dan interoperabilitas asli untuk seluruh pembangunan perangkat untuk seluruh perangkat.

  Kedua, sementara bandwidth skala bangunan yang seragam adalah kekuatan, itu menjadi terbatas ketika Anda menganggap bahwa jaringan pusat data secara inheren multi-penyewa dan terus menerus tunduk pada pemeliharaan dan kegagalan lokal. Jaringan pusat data tunggal menampung ratusan layanan individu dengan berbagai tingkat prioritas dan sensitivitas terhadap variasi bandwidth dan latensi. Misalnya, melayani hasil pencarian web secara real-time mungkin memerlukan jaminan latensi real-time dan alokasi bandwidth, sedangkan pekerjaan analitik batch multi-jam mungkin memiliki persyaratan bandwidth yang lebih fleksibel untuk jangka waktu singkat. Mengingat hal ini, jaringan pusat data harus mengalokasikan bandwidth dan pematahan untuk layanan berdasarkan pola komunikasi real-time dan optimalisasi aplikasi-sadar aplikasi dari jaringan. Idealnya, jika 10% dari kapasitas jaringan perlu ditangani sementara untuk peningkatan, maka 10% tidak boleh didistribusikan secara seragam di semua penyewa, tetapi dibagi berdasarkan persyaratan aplikasi individu dan prioritas.

  Mengatasi tantangan yang tersisa ini tampaknya mustahil pada awalnya. Jaringan pusat data dibangun di sekitar topologi hierarkis pada skala fisik besar -besaran sehingga mendukung heterogenitas tambahan dan adaptasi aplikasi dinamis tidak dapat dimasukkan ke dalam desain. Kami melanggar kebuntuan ini dengan mengembangkan dan memperkenalkan Switching sirkuit optik (OCS) ke dalam arsitektur Jupiter. Sakelar sirkuit optik (digambarkan di bawah) memetakan port input serat optik ke port output secara dinamis melalui dua set cermin sistem mikro-elektromekanis (MEMS) yang dapat diputar dalam dua dimensi untuk membuat pemetaan port-ke-port yang sewenang-wenang.

  

  Ara. Pengoperasian pemetaan perangkat OCS tunggal N input N ke N output serat melalui mirror MEMS.

  Kami memiliki wawasan bahwa kami dapat membuat topologi logis sewenang -wenang untuk jaringan pusat data dengan memperkenalkan lapisan intermediasi OCS antara sakelar paket pusat data seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

  

  Ara. Blok agregasi terhubung secara fisik melalui serat ke sakelar OCS. Topologi logis dapat direalisasikan dengan mengkonfigurasi setiap sakelar OCS untuk menghubungkan permutasi input ke serat output.

  Melakukan hal itu mengharuskan kami untuk membangun OC dan transceiver WDM asli dengan tingkat skala, manufakturabilitas, pemrograman dan keandalan yang belum pernah dicapai sebelumnya. Sementara penelitian akademik menyelidiki manfaat sakelar optik, kebijaksanaan konvensional menyarankan bahwa teknologi OCS tidak layak secara komersial. Selama beberapa tahun, kami merancang dan membangun Apollo OCS yang sekarang membentuk dasar bagi sebagian besar jaringan pusat data kami.

  Satu manfaat yang menonjol dari OCS adalah bahwa tidak ada routing paket atau penguraian header yang terlibat dalam operasinya. OCS hanya memantulkan cahaya dari port input ke port output dengan presisi yang luar biasa dan sedikit kerugian. Cahaya dihasilkan melalui konversi elektro-optik di transceiver WDM yang sudah diperlukan untuk mengirimkan data secara andal dan efisien di seluruh bangunan pusat data. Oleh karena itu, OCS menjadi bagian dari membangun infrastruktur, adalah laju data dan agnostik panjang gelombang, dan tidak memerlukan peningkatan bahkan ketika infrastruktur listrik bergerak dari laju penularan dan pengkodean 40GB/s ke 100GB/s ke 200GB/s – dan di luar.

  Dengan lapisan OCS, kami menghilangkan lapisan tulang belakang dari jaringan pusat data kami, alih -alih menghubungkan blok agregasi heterogen dalam jala langsung, untuk pertama kalinya bergerak di luar topologi dekat di pusat data. Kami menciptakan topologi logis dinamis yang mencerminkan kapasitas fisik dan pola komunikasi aplikasi. Konfigurasikan Konektivitas logis yang terlihat oleh sakelar di jaringan kami sekarang merupakan prosedur operasi standar, secara dinamis mengembangkan topologi dari satu pola ke pola lain tanpa dampak yang terlihat aplikasi. Kami melakukan ini dengan mengoordinasikan saluran tautan dengan perangkat lunak routing dan konfigurasi ulang OCS, mengandalkan bidang kontrol jaringan yang ditentukan oleh perangkat lunak Orion kami untuk secara mulus mengatur ribuan operasi yang tergantung dan independen dan independen.

  

  Ara. Beberapa OC yang mencapai rekayasa topologi

  Tantangan yang sangat menarik adalah bahwa, untuk pertama kalinya, perutean jalur terpendek atas topologi mesh tidak dapat lagi memberikan kinerja dan ketahanan yang dibutuhkan oleh pusat data kami. Efek samping dari topologi dekat yang biasanya dikerahkan adalah bahwa sementara banyak jalur tersedia melalui jaringan, semuanya memiliki panjang dan kapasitas tautan yang sama, sehingga distribusi paket yang tidak sadar, atau Balancing beban yang gagah berani, memberikan kinerja yang cukup. Di Jupiter, kami memanfaatkan pesawat kontrol SDN kami untuk memperkenalkan dinamis teknik Lalu Lintas, mengadopsi teknik yang dipelopori untuk google’S B4 WAN: Kami membagi lalu lintas di antara beberapa jalur terpendek dan non-shortest sambil mengamati kapasitas tautan, pola komunikasi real-time, dan prioritas aplikasi individu (panah merah pada gambar di bawah).

  

  Ara. Tabel aliran pada sakelar melakukan rekayasa lalu lintas

  Secara keseluruhan, kami secara iteratif telah sepenuhnya mengarahkan kembali jaringan pusat data Jupiter yang menyalakan Google’Komputer skala gudang, memperkenalkan sejumlah industri yang pertama di sepanjang jalan:

  • Sakelar sirkuit optik sebagai titik interoperabilitas untuk jaringan skala bangunan, mendukung teknologi heterogen, peningkatan, dan persyaratan layanan yang heterogen.
  • Topologi jaringan berbasis mesh langsung untuk kinerja yang lebih tinggi, latensi yang lebih rendah, biaya lebih rendah, dan konsumsi daya yang lebih rendah.
  • Topologi real-time dan rekayasa lalu lintas untuk secara simultan mengadaptasi konektivitas jaringan dan melanggar untuk mencocokkan prioritas aplikasi dan pola komunikasi, semuanya sambil mengamati pemeliharaan dan kegagalan waktu nyata.
  • Peningkatan Jaringan Tanpa Hitless dengan ADD/LABUNG LOKAL KAPASITAS, menghilangkan kebutuhan akan mahal dan toilsome “semua layanan keluar” Peningkatan gaya yang sebelumnya membutuhkan ratusan pelanggan dan layanan individu untuk memindahkan layanan mereka untuk downtime pembangunan yang diperluas.

  Meskipun teknologi yang mendasari sangat mengesankan, tujuan akhir dari pekerjaan kami adalah untuk terus memberikan kinerja, efisiensi, dan keandalan yang bersama -sama memberikan kemampuan transformatif untuk layanan terdistribusi yang paling menuntut yang mendukung Google dan Google Cloud. Seperti disebutkan di atas, jaringan Jupiter kami mengkonsumsi daya 40% lebih sedikit, mengeluarkan biaya 30% lebih murah, dan menghasilkan 50x lebih sedikit downtime daripada alternatif terbaik yang kami ketahui, semuanya sambil mengurangi penyelesaian aliran sebesar 10% dan meningkatkan throughput sebesar 30%. Kami bangga berbagi detail tentang prestasi teknologi ini di SigComm hari ini, dan berharap dapat membahas temuan kami dengan komunitas.

  Congratulations and thank you to the countless Googlers that work on Jupiter everyday and to the authors of this latest research: Leon Poutievski, Omid Mashayekhi, Joon Ong, Arjun Singh, Mukarram Tariq, Rui Wang, Jianan Zhang, Virginia Beauregard, Patrick Conner, Steve Gribble, Rishi Kapoor, Stephen Kratzer, Nanfang Li, Hong Liu, Karthik Nagaraj, Jason Ornstein, Samir Sawhney, Ryohei Urata, Lorenzo Vicisano, Kevin Yasumura, Shidong Zhang, Junlan Zhou, Amin Vahdat.

  1. Blok agregasi terdiri dari satu set mesin (komputasi/penyimpanan/akselerator) termasuk sakelar top-of-rack (TOR) yang dihubungkan oleh lapisan sakelar yang biasanya berlokasi bersama.