To reduce cost, datacenter network operators are exploring blocking network designs. An example of such a design is a "spine-free" form of a Fat-Tree, in which pods directly connect to each other, rather than via spine blocks. To maintain application-perceived performance in the face of dynamic workloads, these new designs must be able to reconfigure routing and the inter-pod topology. Gemini is a system designed to achieve these goals on commodity hardware while reconfiguring the network infrequently, rendering these blocking designs practical enough for deployment in the near future. The key to Gemini is the joint optimization of topology and routing, using as input a robust estimation of future traffic derived from multiple historical traffic matrices. Gemini "hedges" against unpredicted bursts, by spreading these bursts across multiple paths, to minimize packet loss in exchange for a small increase in path lengths. It incorporates a robust decision algorithm to determine when to reconfigure, and whether to use hedging. Data from tens of production fabrics allows us to categorize these as either low-or high-volatility; these categories seem stable. For the former, Gemini finds topologies and routing with near-optimal performance and cost. For the latter, Gemini's use of multi-traffic-matrix optimization and hedging avoids the need for frequent topology reconfiguration, with only marginal increases in path length. As a result, Gemini can support existing workloads on these production fabrics using a spine-free topology that is half the cost of the existing topology on these fabrics.
翻译:为了降低成本, 数据中心网络操作员正在探索封隔网络设计。 这种设计的一个实例是“ 无脊椎”的Fat-Tree 模式, 即电流直接连接, 而不是通过脊柱块。 要在动态工作量变化的情况下保持应用程序所见的性能, 这些新设计必须能够重新配置路由和星际地形图。 Gemini是一个旨在在商品硬件上实现这些目标的系统, 同时不定期重新配置网络, 使这些封隔设计在不远的将来足以用于部署。 Gemini 的关键是联合优化地形学和半路流, 使用来自多个历史交通矩阵的未来交通流量的可靠估计。 Gemini “ 网状” 与未预知的暴发性暴动, 将这些串流分散散布在多条路线上, 最大限度地减少包装损失以换取小路程长度。 它包含一个强有力的决策算法, 以决定何时重新配置, 以及是否使用对冲。 来自 数 生产结构 的数据让我们将这些图解它们分为低或高或高位结构, 用于接近地平流流流流流流, 。 这些顶层结构的成本表现看起来似乎是稳定。 这些类别 。 这些前 需要 。 。 这些类 以 的顶部 以 以 和顶层结构 以 以 以 稳定 以前 的 以 以 以 以 最上 的 以 以 的 的 的 的 的 以 以 的 的 的 以 货币结构 的 以 的 的 的 以 的 以 以 的 的 以 的 的 以 以 前 的 以 前 的 的 以 以 前 以 前 的 以 前 的 以 前 的 以 前 的 的 的 的 的 以 前 以 前 以 前 以 前 的 的 以 前 和 的 以 前 的 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 以 前 的 的 的 的 的