Google Cloud Platform Japan 公式ブログ: データセンターネットワークに対する Google の取り組み

データセンターネットワークに対する Google の取り組み - 最新世代の Jupiter を紹介

2015年6月23日火曜日

* この投稿は、米国時間 6 月 17 日、Googleフェロー兼ネットワークテクニカルリードの Amin Vahdat によって投稿されたものの抄訳です。 Google File System に始まり、MapReduce、Bigtable を経て Borg に至るまで、Google は長らく分散コンピューティングとデータ処理の開拓者として時代の先頭を走ってきました。当初から Google は、このような偉大なコンピューティングインフラストラクチャが偉大なデータセンターネットワーキングテクノロジーを必要とすることを認識していました。しかし当時は、Google が求める分散コンピューティングの要件を満たしたデータセンターネットワークを作っている会社は、どこにも見当たりませんでした。
そこで、Google はこの 10 年間、社内データセンターのすべてのサーバーを相互接続して分散コンピューティング、ストレージシステムを支えるため、自らネットワークハードウェアとソフトウェアを構築してきました。Google は現在、Google Cloud Platform を通じて、この強力で柔軟に変形できるインフラストラクチャを外部デベロッパーのために開放しています。
そして Google は、先日開催された 2015 Open Network Summit で、5 世代の社内ネットワークテクノロジーの詳細を初めて公開しました。初の社内データセンターネットワークである 10 年前の Firehose から最新世代の Jupiter ネットワークに至るまで、Google は 1 つのデータセンターネットワークの能力を 100 倍以上に増強してきました。実際、現在の Jupiter ファブリックは二分割帯域幅で 1 ペタビット/秒を超えています。これだけの能力があれば、10 万台のサーバーがそれぞれ 10Gb /秒で情報を交換でき、アメリカ国会図書館所蔵図書のスキャンしたコンテンツ全体を 1/10 秒未満の時間で読み込むことができるでしょう。 GCP_Jupiter_GooglePlus[1].png

Google は次の 3 原則に基づいてデータセンターネットワークを設計しました。

CLOS トポロジー、すなわち比較的小さい（安価な）スイッチを大量に使って、はるかに大規模な論理スイッチの機能を提供できるようにアレンジしています。

一元的なソフトウェアコントロールスタックを使って、データセンター内の数千のスイッチを管理し、それらが 1 つの巨大なファブリックとして機能するようにしています。

ベンダー各社の原材料を使い、標準インターネットプロトコルに大きく依存せず、データセンター向けに最適化されたカスタムプロトコルを多用して、独自のソフトウェアとハードウェアを構築しています。

これら 3 つをまとめると、Google のネットワークコントロールスタックは、伝統的なルーター指向のインターネットプロトコルよりも、Google の分散コンピューティングアーキテクチャに似ています。Google では 10 年前から SDN（Software Defined Networking）ネットワークの利点を取り入れ、活用してきたと言う人さえいます。数年前、Google は世界最大の WAN の 1 つである Google のデータセンター WAN、B4 が SDN によって作られていることを明らかにしました。Google Cloud Platform の SDN 仮想化スタック、Andromeda の詳細も昨年公開しています。実際、これら 2 つのシステムのアーキテクチャ面でのアイデアは、Google 初期のデータセンターネットワーキングに由来するものなのです。
傑出したデータセンターネットワークは、優れたハードウェアとソフトウェアだけで実現できるものではありません。当初から世界最高のネットワーク構築、運用チームとの連携が不可欠です。Google のネットワークに対するアプローチは、ネットワークのデータ、制御、管理の水準を根本から変えていくものです。そのような徹底的なシフトは、ある程度の波乱を引き起こさずには実現できませんが、Google の運用チームは難題に応える以上の働きをしています。Google は、社内の分散システム群が必要とする帯域幅を確保するため、全地球規模のインフラストラクチャ全体で数世代のネットワークをデプロイ、再デプロイしてきました。
結論としては、Google のデータセンターネットワークは全体として、いまだかつてないスピードを実現しています。データセンターネットワークはモジュール性を重視して作られ、最新世代のサーバー群の帯域幅に対する止めどない需要に合わせて絶えずアップグレードされています。管理では可用性を重視し、最も多くのリソースを必要とする一部のサービス、顧客のアップタイム要件を満足させています。何より大切なのは、Google のデータセンターネットワークが共有インフラストラクチャだということです。これは、Google の社内インフラストラクチャ、サービスを動かしているのと同じネットワークが Google Cloud Platform を動かしているということです。Google は、世界中のデベロッパーにこの能力を開放し、次代の偉大なインターネットサービス、プラットフォームが、ワールドクラスのネットワークインターフェースを新たに作らなくてもすぐに活用できることに最も誇りを感じています。

1 件のコメント :

ALPS1st2020年10月28日 13:26
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