Facebook的數(shù)據(jù)中心每天要收到多達(dá)數(shù)十億次的用戶請求；隨著這家公司不斷添加成員，推出新的功能特性，請求數(shù)量在不斷增加。這一切對Facebook來說基本上是好事，可是對Facebook的網(wǎng)絡(luò)工作人員來說卻是個挑戰(zhàn)。比如說，五個月前還能滿足要求的數(shù)據(jù)中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)現(xiàn)在已不堪重負(fù)了。

　　所以除了構(gòu)建大型數(shù)據(jù)中心(比如位于衣阿華州阿爾圖納的這個數(shù)據(jù)中心)外，F(xiàn)acebook的工程師們還在不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。話雖如此，用調(diào)整和改動來形容工程師們提出并在阿爾圖納數(shù)據(jù)中心落實的的設(shè)想想法可能并不恰當(dāng)，更像是他們重新編寫了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計指南。

　　舊的Facebook網(wǎng)絡(luò)

　　在阿爾圖納數(shù)據(jù)中心興建之前，F(xiàn)acebook的工程師們將數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器機架排列成集群，類似圖A中所示的架構(gòu)。在實際環(huán)境中，F(xiàn)acebook不是只有三個機架，而是會有數(shù)百個機架。另外該圖還顯示了每個機架的架頂式(TOR)交換機，架頂式交換機在服務(wù)器和上游聚合交換機之間充當(dāng)中介。

　　

　　圖A：架頂式(TOR)――網(wǎng)絡(luò)連接架構(gòu)

　　這種架構(gòu)很管用，但是卻給Facebook的工程師們出了幾道難題。Facebook的網(wǎng)絡(luò)工程師Alexey Andreyev解釋：“首先，集群的大小受到集群交換機端口密度的限制。想建造最龐大的集群，我們就需要最龐大的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而那種設(shè)備只有一批數(shù)量有限的廠商才有售。另外，一個設(shè)備中需要這么多的端口與提供帶寬最高的基礎(chǔ)設(shè)施這種愿望相悖。更為困難的是，如何在集群大小、機架帶寬和集群外面的帶寬之間保持長期的最佳平衡。”

　　Fabric：新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　工程師們將每天那些數(shù)十億次請求視作一種激勵，決定擯棄復(fù)雜的、很耗帶寬的自上而下的網(wǎng)絡(luò)層次體系，改而換成一種新的設(shè)計，名為Fabric。圖B中的幻燈片描述了新的服務(wù)器機架集群，名為pod。單單一個pod包括48個機架和架頂式交換機，架頂式交換機相互連成四只fabric交換機。“每只架頂式交換目前有4條40G上行鏈路，為用10G連接的服務(wù)器機架提供了總共160G的帶寬容量。”

　　

　　圖C

　　Andreyev解釋，F(xiàn)acebook的工程師們在增添主干交換機時恪守48個節(jié)點這一原則。“為了實施覆蓋整個大樓的連接，我們建立了主干交換機組成的四個獨立‘平面’，每個平面里面最多可以擴(kuò)展到48個獨立設(shè)備。每個pod的每只fabric交換機都連接到本地平面里面的每只主干交換機。”

　　Andreyev接下來提到的數(shù)字大得驚人。“pod和平面共同組成了一個模塊化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它能夠容納數(shù)十萬臺用10G連接的服務(wù)器，可擴(kuò)展到數(shù)千萬億位的等分帶寬，為我們的數(shù)據(jù)中心大樓提供非超額訂購的機架到機架性能。”

　　網(wǎng)絡(luò)運營

　　從架頂式交換機到網(wǎng)絡(luò)的邊緣，F(xiàn)abric網(wǎng)絡(luò)設(shè)計統(tǒng)一使用“第3層”技術(shù)，支持IPv4和IPv6，并且使用等成本多路徑(ECMP)路由。Andreyev補充說：“為了防止偶爾出現(xiàn)的‘長流’(elephant traffic)大量占用帶寬，導(dǎo)致端到端路徑性能下降，我們讓網(wǎng)絡(luò)具有多種速度――所有交換機之間使用40G鏈路，同時通過架頂式交換機上的10G端口來連接服務(wù)器。我們還有服務(wù)器端機制，以便萬一出現(xiàn)問題，可以繞過故障處。”

　　物理布局

　　Andreyev寫道，圖D中所示的新大樓布局與Facebook之前的設(shè)計區(qū)別不是很大。一個區(qū)別是，將Fabric新的主干交換機和邊緣交換機放置在數(shù)據(jù)大廳X和數(shù)據(jù)大廳Y之間的第一層，并讓通向外界的網(wǎng)絡(luò)連接(最小入口點，即MPOE)跨越主干交換機和邊緣交換機時代。
 

　　圖D

　　克服挑戰(zhàn)