Google y Facebook: Cómo utilizar la transmisión de actualización de red de fibra

Los equipos de red tradicionales no han podido hacer frente al enorme tráfico de datos

Una mañana de 2011, un ingeniero de  Facebook, la red social más popular del mundo  , presionó un botón y los resultados de la empresa se paralizaron. Este ingeniero, que se suponía no debía cometer errores, simplemente intentaba dirigir el gigante de las redes sociales, que se encontraba en la ejecución de una tarea de software. Estaba ejecutando Hadoop, la plataforma de análisis de datos distribuidos. Como resultado, Facebook comenzó a analizar los datos generados por cientos de millones de usuarios. Estos datos se almacenan en decenas de miles de servidores en los múltiples centros de datos de la compañía. Al analizar estos datos, todos esos servidores deben comunicarse entre sí.

Se dice que el empleado de Facebook, Dorn Lee, recuerda el accidente durante una reunión en la primavera del año pasado. Una tarea de Hadoop colapsó la red informática de la compañía, lo que provocó que otros negocios prácticamente paralizaran. "Recuerdo claramente esa mañana", dijo Lee. "Facebook se paralizó, una parálisis muy grave".

Anteriormente, la mayor parte del tráfico de datos de la red se transmitía entre el servidor y los usuarios de Internet que intentaban acceder a la web. Sin embargo, ahora, con la creciente presencia de empresas como Facebook, Google y Amazon en los centros de datos y el aumento del tráfico de datos de los servidores, estos equipos de red tradicionales utilizados por los gigantes de las redes no pueden gestionar tanto tráfico.

Por lo tanto, la red se está transformando en tiempos de cambio. Empresas como Facebook y  Google  están desarrollando hardware de red de mayor velocidad y revisando su topología para adaptarse al gran flujo de transmisión entre servidores. Sin embargo, el efecto de estas mejoras no es evidente. Al igual que Donne-Lee, los expertos en redes han comenzado a considerar nuevos equipos de red, como los equipos de datos de propagación de haz disponibles en la configuración del centro de datos.

Redes electrónicas y de fibra óptica, cuello a cuello

Sí, ciertos datos de Internet comenzaron a transmitirse en forma de luz. Esta es la  red de fibra óptica . Las señales electrónicas estándar se convierten en imágenes y se transmiten a través del cable de fibra óptica de vidrio .

Sin embargo, en circunstancias normales, dicha transferencia de datos suele ocurrir entre centros de datos, lo que rara vez ocurre dentro de ellos. El siguiente paso es instalar una red de fibra óptica para reconstruir el centro de datos, de modo que los conmutadores de red electrónicos tradicionales puedan acelerar considerablemente la velocidad de transmisión de datos entre los conmutadores de la estructura del servidor.

“Si logramos esto, esta red híbrida se podría adaptar a una red a gran escala con mayor tráfico de datos, lo cual resultaría muy atractivo”, afirmó George Papen, investigador de la red de fibra óptica del campus God Diego de la Universidad de California. “Aún no hemos llegado a ese punto, pero estamos más cerca que nunca”.

Distrito escolar de Papen, donde el equipo de I+D desarrolló la red híbrida, la cual aún se encuentra en fase de pruebas y demuestra el principio de funcionamiento de los  conmutadores de fibra óptica . Sus proyectos de investigación, conocidos comúnmente como Helios, están financiados por Google y otros gigantes tecnológicos.

Según Papen, para que el proyecto Helios se concrete plenamente, aún queda un largo camino por recorrer. Sin embargo, en Cambridge, Massachusetts, EE. UU., una startup llamada Plexxi lanzó recientemente conmutadores de red de fibra óptica diseñados para recrear el centro de datos. Si bien esta tecnología es completamente diferente a la de Helios, comparten el mismo objetivo.

La función de conmutación fotónica es muy potente. Una vez que su empresa se dedica al intercambio de fibra óptica, en lugar del intercambio electrónico, tendrá la ventaja del rendimiento interno. David Husak, director ejecutivo de Plexxi Company, afirmó: «Nos comprometemos a lograr ese objetivo».

Futuro del proyecto Helios

Tradicionalmente, la red es jerárquica. Si su servidor se clasifica en un nivel superior, es decir, en un conmutador de red, necesita conectar estos servidores a los conmutadores de red. A continuación, este conmutador de alto nivel se conecta a equipos de red de alta velocidad de niveles superiores. A continuación, su equipo de red conecta estos dos niveles de equipos de red con un nivel superior. Al llegar al núcleo de la red, se ejecuta el costoso hardware de red, mucho más rápido que el conmutador a nivel de servidor.

Se necesita esta mayor velocidad para adaptarse a todo el tráfico de la red; esta es quizás nuestra opinión anterior. Amin Vahdat y sus colegas demuestran que esta jerarquía es errónea. Si se utiliza la velocidad de un equipo de red generalmente más económico, la red podría ser más eficiente.

“Esto es una revolución”, afirmó Papen. “Antes, a la gente le gustaba construir redes de telecomunicaciones para sus centros de datos. Vahdat, del equipo de investigación, se dio cuenta de que era difícil ahorrar costos y demostró que se podía usar un método completamente diferente para construir un centro de datos”.

Esta arquitectura de red unificada se conoce como diseño de arquitectura de "árbol ancho". Se ha convertido en una forma universal de negocio de redes a gran escala. Por ello, empresas como Google han comenzado a abandonar equipos costosos como  Cisco y a cambiar de una empresa de fabricación en Asia a hardware de bajo costo.

Proyecto Helios, la idea básica es crear una verdadera red de fibra óptica, eliminando la carga de las redes electrónicas tradicionales.

En cierto sentido, este proyecto representa un regreso al futuro. La red actual utiliza la llamada "conmutación de paquetes" para transferir datos de ida y vuelta, descomponiéndolos primero en flujos más pequeños de información antes de generar los datos de salida. Así funciona Internet. Sin embargo, la parte de fibra del proyecto Helios es una "conmutación de circuitos" para establecer un enlace dedicado entre dos puntos finales. Este es el funcionamiento tradicional de la red móvil.

“Basta con observar cada paquete en el centro de datos y descubrirá que no necesita usar sus recursos de forma eficiente”, afirmó Papen. “Si comprende, aunque sea parcialmente, la dirección del tráfico de datos, sin necesidad de revisar cada encabezado de cada paquete, podrá crear un circuito dedicado para transmitir grandes cantidades de datos, en lugar de dejarlos pasar por la red de conmutación de paquetes”.

Esta estructura es muy atractiva, ya que las  redes de conmutación de circuitos de fibra óptica  son más flexibles que el diseño tradicional.  "El circuito es una tubería; no se preocupa por la velocidad de transmisión de datos; es independiente de la velocidad". Añadió: "Se puede transmitir datos a casi cualquier velocidad; es muy atractivo".

Aunque esta arquitectura quiera convertirse en una realidad en el centro de datos, todavía queda un largo camino por recorrer, pero Papen cree que finalmente se hará realidad.

Es probable que Vahdat y Google estén cerca de hacerse realidad, pero Papen enfatizó que ni siquiera él sabe cómo le irá a Google. " Tengo muchos amigos que trabajan con fibra en grandes centros de datos; sin embargo, aún no sé qué están dispuestos a hacer ", dijo.

La principal ventaja competitiva de Google reside en el diseño de su arquitectura interna. Incluso investigadores externos la financiaron, pero no quieren revelar este diseño. Sin embargo, el cambio de estructura de Google no solo explora el futuro de la empresa. La compañía también lo hace con  Facebook, Cisco, IBM y ahora con Plexxi .