亚马逊AWS详解全新RNG数据中心网络架构：提升吞吐量与可靠性

亚马逊云科技（AWS）已正式启用一款全新数据中心网络架构，可大幅提升网络连接的吞吐量与可靠性。

这家云服务巨头今日详细介绍了这套名为随机网络图（Random Network Graph，简称 RNG） 的新架构。该架构依托无源光纤布线管理系统与自研网络协议实现运行。

传统数据中心网络普遍采用胖树架构。服务器通过接入交换机接入网络，接入交换机之间借助核心交换机集群传输数据，二者之间还通过另一层级交换机完成互联。

在胖树网络中，两台服务器传输数据的可用链路数量十分有限。即便整个网络整体带宽充裕，一旦这些链路发生拥塞，数据传输速度仍会明显下降。业界虽有多种优化方案，但大多成本高昂且落地难度大。

AWS 表示，全新 RNG 架构是更优的解决方案。该架构大幅增加了服务器间的数据传输路径，有效提升整体带宽，同时将网络设备数量缩减一半，网络连接可靠性也同步改善。当服务器当前使用的链路出现故障时，可自动将数据流量切换至其他多条备用链路。

AWS 全球网络工程副总裁马特・雷德近期带领媒体参观了位于加州库比蒂诺的实验室，现场演示这套新网络所搭载的多项亚马逊自研技术。他表示：“我们身处技术前沿领域，因此大量技术都需要自主研发。多年来，我们的核心目标始终是让网络不再成为性能瓶颈。”

“随机网络图” 这一名称，源于其核心设计特点。RNG 网络中的各类设备均由光纤线缆连接。根据 AWS 发布的研究论文，部分光纤链路按固定规则布设，其余链路则采用随机排布方式。正是这种随机性，让 RNG 网络相比胖树架构具备更强的灵活性。

RNG 架构相较于传统方案优势显著，但也带来了新的技术难题。海量的传输路径，使得为特定业务流量筛选最优路由变得更加困难。为此，AWS 研发了Spraypoint自研网络协议。该协议可让路由器将流量分发至所有相邻路由器，再由相邻路由器将数据包转发至最终目的地。

另一方面，光纤链路的随机排布模式，也加大了运维管理难度。AWS 为此推出自研专用网络设备ShuffleBox来解决这一问题。该设备无需供电，通过物理方式转接不同光纤线路，保障数据正常传输。

AWS 称，RNG 架构可将数据吞吐量提升 33%，同时大幅削减数据中心网络的硬件部署量。这不仅降低了初期基础设施投入，还减少了长期用电成本。据估算，RNG 技术累计可帮助企业节省数十亿美元开支。

目前，AWS 已在爱尔兰、德国、西班牙等多地的数据中心部署该技术。未来，亚马逊计划在绝大多数新建云数据中心中全面采用 RNG 网络架构。