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Load-balanced switch为什么不吃香
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（本文严重中英文夹杂，不爱看的朋友可以直接略过）
我记得，不光是我被这个论文所震撼。和我有交流的一些做过switch的大师，提到switch都不得不提LB switch，因为这个设计实在是太简单太巧妙又太完美了。LB switch里面不需要任何调度算法，不需要复杂的硬件，就能保证100%的吞吐率，实在是很理想的交换机模型。于是，我当年也就停止了其他结构的交换机的研究，开始研究LB switch。
但是研究了几个月，就发现问题了。市面上居然找不到LB架构的switch！如果这个架构，真的这么简单，完美，为什么大家不使用？我问过几个相关研究人员，有的和我有同样的疑问。有的人就说是因为硬件复杂度。还有的人说其实市面上是有的，只是你没找到。我不能理解硬件复杂度这个说法，因为看起来显然比现在广泛使用的几种switch更简单。如果市面上有，那么为什么不流行？
于是这个问题一直无解，困扰了我两年，即使我还在这个方向publish了所谓的paper。
这学期选的高级网络课，每次上课前阅读一些论文写critique，然后课上讨论。每节课一个主题。上周读完了switch/router的发展史，经典基础的switch的硬件结构和软件结构，昨天的课终于开始讨论LB switch和optical switch。这门课很有意思，选课的人有54人，大概一半研究生一半本科生（题外话：我本科怎么没这种课……）。上课就是在教授的带领下一起讨论。由于最近是switch的专题，所以每节课都会有思科的高级研究人员过来和我们一起讨论。于是，我终于再次提出了这个困扰我多年的问题：LB switch为什么不吃香？
答案很简单： 因为LB switch无法保证数据包仍然有序。也许之前我也得到过这个解释，但是这个解释在我看起来并不能占得住脚： 有谁规定过数据包不能乱序？难道我们的网络中数据包是保证了有序的？显然没有，所以我脑海早就把这个解释甩开了。数据包假设都是有序，那我们要TCP干嘛？不就是在end-to-end上解决数据包无序的问题么？（当然，我知道TCP不仅仅是为了解决这个）所以，我一直觉得，数据包无序，不会造成网络的灾难。
可是，我们的讨论没有局限在肤浅的对TCP定性的认识上。大家开始讨论到了TCP具体如何实现这个数据包乱序的问题。数据包如果没按顺序怎么办？要求重传！这个很多是出于congestion control的考虑，但是现在TCP貌似就真的是这么实现的。于是，交换机上导致的大量数据包乱序，会大大增加整个网络中的数据流量，这是ISP不乐见的。据说Juniper真的在几年前就有LB switch的产品了。在ISP面前，放着一个乱序的LB switch，和一个不乱序的普通switch，他们会怎么选择？显然是选择不乱序的普通switch，即使性能稍微差一点，稍微贵一点。所以，虽然数据包是允许乱序的，但是大家尽量都不希望乱序发生在交换机内部。
换句话说，要想LB switch流行，首先得改变现在TCP的实现！本来，交换机的设计和TCP完全是不相关的，在ISO模型中差了几层呢。但是却因为TCP实现的原因，导致这么优美的LB switch其实毫无用武之地。
想了很久的问题终于得到解决，让我非常开心。然而这个问题的答案其实更让我想到，做研究光专注一点是不行的。没有知识的广度，有时候很难做到知识的深度。以前做研究，很多时候是抓住一点就开啃。而开始博士生学习后，现在做得更多是打好扎实的基础。有时候问题的解决，需要借助其他领域的知识。
另外，在Stanford这个地方，和其他地方不一样的是，由于我们和工业界学术界都有非常紧密的联系，我们有很多讨论，所以大家看问题更容易抓到最关键的那一点。之前我询问的研究员，也是很一流的研究员，却没有能够（让我）抓住TCP这个很关键的点。
https://m.sciencenet.cn/blog-441887-408206.html
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