核心提示: 網(wǎng)絡延遲指一個數(shù)據(jù)包從用戶的計算機發(fā)送到網(wǎng)站服務器,然后再立即從網(wǎng)站服務器返回用戶計算機的來回時間。在這個過程中包括:計算機網(wǎng)卡、網(wǎng)絡設備、鏈路、服務器組成部分,每個部分轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流量都要消耗時間,所有部分消耗的時間加起來就是延遲。延遲越低,自然網(wǎng)絡性能越好,響應速度快。
網(wǎng)絡延遲指一個數(shù)據(jù)包從用戶的計算機發(fā)送到網(wǎng)站服務器,然后再立即從網(wǎng)站服務器返回用戶計算機的來回時間。在這個過程中包括:計算機網(wǎng)卡、網(wǎng)絡設備、鏈路、服務器組成部分,每個部分轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流量都要消耗時間,所有部分消耗的時間加起來就是延遲。延遲越低,自然網(wǎng)絡性能越好,響應速度快。比如過年搶火車票,有人家里裝了100M的帶寬或者使用了4G手機,就容易搶到,因為骨干網(wǎng)上速度都差不多,但最后到個人用戶那里就因網(wǎng)而異,響應速度快就要比別人先搶到。所以在游戲、證券期貨交易、計算中心和很多科技公司等這些地方對網(wǎng)絡延時是比較敏感的,就拿亞馬遜來說,一旦網(wǎng)絡有了100毫秒的延遲,就意味著它們可能會少賣掉1%的貨物。谷歌搜索對網(wǎng)速也要求很高,搜索頁面0.5秒的延遲可能就會導致網(wǎng)絡流量20%的降幅。同樣的,如果電子交易平臺慢上五毫秒,那么一位證券經(jīng)紀人可能每毫秒就少賺400萬美元,這一結(jié)果實在是非常驚人,比別人慢幾十毫秒都可能“失之毫厘,差之千里”。
想要縮短網(wǎng)絡延遲,需要對每個部分都做提升。我們知道光纖理論上可以按照光速30萬公里/秒傳遞數(shù)據(jù),實際在光纖傳輸中能達到光速的70%,即超過20萬公里/秒,這個速度也不慢,我們繞地球一周也才40萬公里,這樣就算計算機和訪問的服務器位于地球上距離最遠的兩個位置,那延遲也不超過1秒。不過在計算機和服務器之間要經(jīng)過很多網(wǎng)絡設備,就算是服務器所在的數(shù)據(jù)中心內(nèi)部,還是要經(jīng)過層層的網(wǎng)絡設備,才能到達最終的服務器。將這些網(wǎng)絡設備的延時加起來,總延遲時間可就不短了。所以在一些特殊的行業(yè),往往需要配置一些低延遲的網(wǎng)絡設備,盡量減少網(wǎng)絡上的延遲,以提升網(wǎng)絡性能,尤其是處于這些科技、證券行業(yè)里的數(shù)據(jù)中心。
在網(wǎng)絡技術還不發(fā)達的時代,網(wǎng)絡是否可達是人們最為關心的事情,而現(xiàn)在人們更為關注的是網(wǎng)絡體驗,低延遲概念也是近幾年才逐漸開始映入人們的眼簾,并迅速走紅。如今,在很多數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡設備選型時,延遲已經(jīng)成為一項必選項進行考核和測試,延遲大的設備將不能過關。網(wǎng)絡設備主要分為路由器和交換機兩大類,路由器采用的是CPU軟件處理數(shù)據(jù),延遲取決于CPU的處理速度,一般核心路由器的延遲會控制在1毫秒以內(nèi)(無擁塞的情況下),而交換機采用的是專用的轉(zhuǎn)發(fā)芯片處理數(shù)據(jù),處理效率要高得多,一般是幾個微妙到幾十個微妙。思科早在2012年就推出了最低延遲的交換機Cisco Nexus 3548,其采用Algorithm Boost技術,專為支持高性能計算、高性能交易和大數(shù)據(jù)環(huán)境而設計。其在二三層網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)中,延遲最低可至190納秒,一下子將交換機的延遲降低了十多倍,這個數(shù)據(jù)直到2015年才被Exablaze打破,網(wǎng)絡設備制造商Exablaze在其ExaLINK Fusion網(wǎng)絡交換機上,實現(xiàn)了110納秒的二層轉(zhuǎn)發(fā),為市場提供了更多的選擇。去年來自悉尼的Metamako推出了超快速的交換機,將數(shù)據(jù)從交易所傳送到電子交易商時,信息從一端傳輸?shù)搅硪欢藘H僅需要4納秒(相當于十億分之四秒)左右,基本已經(jīng)達到了傳輸極限。
翻開網(wǎng)絡設備發(fā)展史,可能提供納秒級數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)絡設備少之又少,之所以這樣有三方面的原因:一是CPU芯片性能問題,CPU的速度很難滿足納秒級的數(shù)據(jù)處理,路由器的CPU已夠強大,但是還是不能達到納秒級的收發(fā)數(shù)據(jù)的速度,更談不上還要對數(shù)據(jù)做計算處理,所以在路由器上根本沒法實現(xiàn);二是使用專用芯片的交換機,研發(fā)低延遲的芯片要耗費大量的人力、物力,甚至還無法最終研發(fā)出來,研發(fā)這類芯片的成本很高,所以專用芯片廠商更愿意將精力放在普通的通用芯片上,需求數(shù)量大、利潤高;三是網(wǎng)絡設備延遲達到微秒級,已經(jīng)可以滿足絕大部分業(yè)務的應用,所以低延遲的網(wǎng)絡設備市場需求量很小,雖然思科在2012年早早推出了低延遲專用的交換機,但市場需求并不旺盛,而且這類交換機研發(fā)成本很高,自然銷售的價格要比正常交換機高出不少,這也使很多數(shù)據(jù)中心客戶轉(zhuǎn)而選擇其它普通類型的交換機。
網(wǎng)絡設備雖然是數(shù)據(jù)傳輸過程中的重要組成部分,但不是全部,僅降低網(wǎng)絡設備的延遲是不夠的,需要對整個傳輸環(huán)節(jié)進行改善。雖然光纖傳遞部分已經(jīng)很難有提升空間了,但在服務器和計算機兩邊的網(wǎng)卡上還有文章可做。現(xiàn)在服務器和計算機也推出了一些低延遲的網(wǎng)卡產(chǎn)品,將延遲降到了1微妙以下(一般是萬兆網(wǎng)卡),依然還有提升空間。網(wǎng)絡設備已經(jīng)可以達到4納秒了,如果服務器和計算機網(wǎng)卡不能大幅提升,即使用了4納秒延時的網(wǎng)絡設備也沒有意義。只有將整個網(wǎng)絡傳輸過程中每個部分延時都降低下來,才有意義。
降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡延時是否重要?答案是肯定的,當然重要。但在當前數(shù)據(jù)中心發(fā)展的形勢下。與其它技術相比,降低網(wǎng)絡設備延時并不是最為急迫的事情,現(xiàn)在網(wǎng)絡設備的延時水平仍可以滿足絕大部分業(yè)務部署需求。在很多數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡設備選型時,雖然已經(jīng)將延時性能作為一項考核指標,但這個指標參數(shù)定的不高,絕大多數(shù)設備都可以滿足。不過,隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡發(fā)展不斷成熟,尤其是隨著SDN、虛擬化、VXLAN等新技術成熟落地后,對網(wǎng)絡性能的要求會不斷提高,相信延時指標考核也會越來越嚴格,對網(wǎng)絡設備的延時性能要求會越來越高。
來源:中國IDC圈
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