データセンターを支える光伝送技術 〜ハイパースケールデータセンター編：光伝送技術を知る（4）（1/4 ページ）

今回は、エンタープライズデータセンターに続き、GoogleやFacebook、Appleなどが抱える巨大なデータセンター、「ハイパースケールデータセンター」について解説する。

[高井厚志，EE Times Japan]

GoogleやFacebookが所有する、ハイパースケールデータセンター

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　現在のハイパースケールデータセンターは数万平方メートルもの敷地に巨大な建物を建て、その中に数十万から百万台以上のサーバが設置され、巨大なネットワークで接続されている。

　設備投資と運用コストを下げるためにスケールを追求する競争は「Web 2.0」のブームに乗って2010年前後に始まった。現在も巨大なデータセンターの建設が進められている。図1に、Facebookが建設中の巨大プロジェクトを示す。今年（2018年）3月に起工式を行い、2023年の完成（2020年に一部運用を開始）を目指している、6つの巨大な倉庫のような建物から成るデータセンターだ。

図1　Facebookが建設中の巨大データセンター（参考サイト）（クリックで拡大）

　2016年の時点で、ハイパースケールデータセンターを所有するのは24社である。Amazon Web Services（AWS）、Salesforce、Google、Microsoft、Oracle、Facebook、Apple、eBay、騰訊（テンセント）、阿里巴巴（アリババ）などが含まれる。そのアーキテクチャは各社のビジネスモデルで異なっている。

　しかし、光伝送技術の視点では、基本構造は同じだ。これに関しては3つのポイントがある。

　第1のポイントは、光ファイバーファブリックを冷却や電力関係のインフラと同様に、例えば20年間は使用することだ。サーバやネットワークスイッチは「ムーアの法則」で発展するICの世代と光伝送技術（データレート）の世代を見ながら、4〜5年ごとに入れ替える。このため、インフラとなる光ファイバーはネットワーク速度の4〜5世代分に耐えなければならず、帯域が100THz以上あるシングルモードファイバー（含む光コネクター）が敷設されている。

　第2のポイントはノンブロックネットワークを構築していることだ。これを実現するために、膨大な光ファイバーリンクが構造化され、敷設されている。効率のよい仮想マシンの運用とビッグデータ・クラウドコンピューティングのために、ハイパースケールデータセンターにおけるトラフィックの80％以上がサーバ間通信である。これを「東西トラフィック（East-West Traffic）」と呼ぶ。「東西トラフィック」を低レイテンシで実現する、膨大で、規則的だが複雑なトポロジーのノンブロックネットワークの構築に、各社が工夫を凝らしている。

　第3のポイントは階層構造である。スケールアップ、Colocationや更新を容易に行えるよう、階層的モジュラーを積み重ねている。「Pod」というサーバ群を分割したモジュラーを最小単位とし、複数個のPodの上にネットワークを構築して上位のモジュラーとする。さらに、複数個の上位のモジュラーの上にネットワークを構築する。このように、階層的にネットワークを積層させていく方法で、膨大な数のサーバ（それぞれ容易に相互通信できる）から成るデータセンターを構築する。