Con el tiempo, la industria tecnológica ha desarrollado e implementado variaciones en la arquitectura del árbol gordo. Pero el diseño tiene margen de mejora. Generalmente es confiable pero también rígido e ineficiente, y requiere un cableado complejo. Como en cables físicos reales.
Si alguna vez ha estado en un centro de datos o en la sala de servidores de un edificio de oficinas, probablemente haya visto nidos de cables de colores saliendo de bastidores metálicos. El cableado es uno de los mayores costos en redes, dice Rehder, y los centros de datos globales de Amazon están actualmente conectados con 20 millones de kilómetros de cables de fibra óptica. Esa es aproximadamente la distancia que se necesitaría para viajar de la Tierra a la Luna y regresar 25 veces.
En 2012, cuando la demanda de servicios de computación en la nube se disparaba, un grupo de investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, incluido Godfrey, introdujo un concepto conocido como Jellyfish. Los diseños de redes fijas que se utilizaban en ese momento luchaban por satisfacer la creciente demanda, por lo que los investigadores propusieron una «interconexión de red de alta capacidad que, al adoptar una topología de gráficos aleatorios, se presta naturalmente a una expansión incremental». Creían que este enfoque aleatorio podría ser más eficiente y escalable que las redes construidas con la arquitectura de árbol gordo.
«Le dimos el nombre de Jellyfish porque es fluido», dice Godfrey. «Puedes conectar los enrutadores y conmutadores de forma aleatoria y se convierte en un conjunto flexible de capacidad de red, que es muy eficiente».
Sin embargo, Jellyfish también introdujo nuevos desafíos en diseño, enrutamiento de datos y cableado. El enrutamiento en gráficos aleatorios es más complicado, dice Godfrey, porque hay muchos más caminos diversificados que los datos pueden tomar desde su origen hasta su destino. El cableado es más difícil porque los puntos finales de los cables se eligen al azar.
Un par de años más tarde, Google empezó a jugar con otra solución: empezó a integrar la conmutación de circuitos ópticos, u OCS, en sus diseños de red. Este enfoque utiliza pequeños espejos para reflejar la luz desde un puerto de entrada a un puerto de salida, lo que permite a Google reconfigurar el cableado óptico en tiempo real. Pero nuevamente, esto añade cierta complejidad de ingeniería además de costo.
tan aleatorio
Mientras tanto, Amazon estaba buscando el “santo grial”, dice Giacomo Bernardi, uno de los autores principales del nuevo artículo, junto con los académicos de Amazon Ratul Mahajan y Seshadhri Comandur. En un mundo ideal, una red de datos sería plana y eficiente, resistente a fallas de hardware, lo suficientemente aleatoria para maximizar el rendimiento y lo suficientemente escalable para crecer sin volverse difícil de manejar. También dependería de un cableado más simple y optimizado en lugar de sistemas de fibra óptica cada vez más complejos.
Cuando él y sus colegas comenzaron a intentar construir una red de este tipo, Bernardi dice que ya se había obsesionado con el mosaico de Penrose, una especie de mosaico aperiódico que lleva el nombre del físico británico Roger Penrose. (Otros investigadores se han inspirado tanto en los mosaicos de Penrose que intentaron traducir los patrones en código de corrección de errores en computadoras cuánticas). Bernardi se preguntó si Amazon podría usar una construcción similar y crear una “malla” plana siguiendo un patrón repetitivo. Él y su equipo intentaron construir una simulación de cómo sería eso.
