AWS 데이터 센터 네트워크, 'fat tree' 대신 'flat' 구조 도입

기존 데이터 센터 라우팅은 계층적 구조인 fat tree를 주로 사용한다. 하지만 이 방식은 추가적인 라우터 계층으로 인한 오버헤드가 발생하고, 상단 라우터의 병목 현상 및 단일 장애 지점 문제로 인해 효율성과 안정성이 떨어진다.

이론적으로는 라우터들이 직접 연결되는 flat network가 가장 이상적이다. 하지만 무작위(random) 연결은 경로 계산에 막대한 연산 자원이 필요하고, 복잡한 케이블링 문제로 인해 실제 구현이 불가능했다.

AWS는 이를 해결하기 위해 quasi-random 네트워크 토폴로지인 **RNG(Resilient Network Graphs)**를 개발했다. 여기에 수동 광학 컴포넌트인 ShuffleBox를 결합하여 flat network의 물리적 케이블링 문제를 해결했다.

라우팅 알고리즘인 Spraypoint는 다음과 같은 방식으로 작동한다:

• 소스 라우터가 트래픽을 이웃 노드로 무작위 분산시키는 spraying 수행
• 각 목적지 라우터의 waypoints를 통해 트래픽을 유도
• 목적지 주변의 rings 구조를 활용해 트래픽 혼잡 방지

이 설계를 통해 AWS 데이터 센터는 다음과 같은 성과를 거두었다:

• 라우터 수 69% 감소
• 처리량(throughput) 최대 33% 향상
• 네트워크 장비 전력 소비 40% 절감 예상