Alibaba ha dado un paso firme hacia la optimización de sus infraestructuras. La compañía ha presentado tres innovadores sistemas —ZooRoute, Hermes y Nezha— que prometen reducir drásticamente los tiempos de inactividad, mejorar el balanceo de carga y aprovechar al máximo los recursos de red. Estos avances, detallados en tres investigaciones que se presentarán en la conferencia SIGCOMM, marcan un hito en la evolución del cloud computing.
ZooRoute: recuperación de fallos en segundos
Uno de los mayores desafíos para los proveedores de servicios en la nube es la gestión de fallos en la red. Las interrupciones, aunque breves, pueden afectar gravemente la experiencia del usuario y generar pérdidas económicas. ZooRoute, el nuevo sistema de recuperación rápida de fallos de Alibaba, aborda este problema con una solución proactiva.
¿Cómo funciona ZooRoute?
ZooRoute realiza un sondeo constante de la red en busca de rutas alternativas. En caso de que un enlace falle, el sistema ya conoce caminos disponibles y redirige el tráfico en cuestión de segundos. Esta capacidad de “bypass global” permite mantener la continuidad del servicio sin necesidad de intervención manual ni recursos redundantes costosos.
Alibaba ha utilizado ZooRoute en producción durante 18 meses, logrando una reducción del 92% en el tiempo total de interrupciones. Esto no solo mejora la experiencia del cliente, sino que también reduce la necesidad de soluciones de respaldo que encarecen la operación.
Hermes: balanceo de carga inteligente con eBPF
El segundo avance presentado por Alibaba es Hermes, un sistema que optimiza el funcionamiento de los balanceadores de carga de capa 7. Estos dispositivos son esenciales para distribuir millones de solicitudes entre servidores, pero los métodos tradicionales pueden generar cuellos de botella.
Los balanceadores suelen usar herramientas como epoll para pasar conexiones del kernel al espacio de usuario. Aunque fiables, estas técnicas pueden provocar que algunos trabajadores se saturen mientras otros permanecen inactivos, generando ineficiencias y aumentando el riesgo de fallos.
Hermes y la magia de eBPF
Hermes introduce una capa de programación basada en eBPF, una tecnología de Linux que permite ejecutar tareas dentro del kernel. Gracias a esta innovación, Hermes filtra y prioriza las solicitudes antes de que lleguen a los trabajadores, logrando una distribución más equitativa.
Las pruebas realizadas por Alibaba muestran que Hermes reduce los desequilibrios de uso de CPU en un 90% y las conexiones desiguales en más del 99%. Además, los “hangs” o bloqueos de procesos prácticamente desaparecen, y el coste de operación de los balanceadores de carga se reduce en un 19%.
Nezha: SmartNICs más inteligentes y eficientes
El tercer sistema, Nezha, se enfoca en los SmartNICs —tarjetas de red inteligentes con procesadores propios— que se utilizan ampliamente en entornos cloud para liberar ciclos de CPU.
El reto de la sobrecarga
En la infraestructura de Alibaba Cloud, algunos SmartNICs estaban sobrecargados mientras otros estaban infrautilizados. Esta distribución desigual afectaba el rendimiento general y obligaba a considerar la compra de nuevo hardware.
Nezha monitoriza el uso de los SmartNICs y redistribuye las tareas desde los dispositivos saturados hacia aquellos con capacidad libre. Esta solución, de bajo coste comparado con la adquisición de nuevos equipos, elimina cuellos de botella y mejora la eficiencia operativa.
Además de equilibrar la carga, Nezha traslada funciones críticas desde los switches virtuales a la pila del kernel de las máquinas virtuales, facilitando su gestión y mejorando el rendimiento global.
Implicaciones para el futuro del cloud computing
Los tres sistemas presentados por Alibaba —ZooRoute, Hermes y Nezha— representan una tendencia clara hacia la optimización basada en software. En lugar de depender exclusivamente de hardware adicional, la compañía apuesta por soluciones inteligentes que aprovechan al máximo los recursos existentes.
Ventajas para proveedores y clientes
- Menos interrupciones: mejora la disponibilidad de los servicios.
- Reducción de costes: evita inversiones innecesarias en hardware.
- Mayor eficiencia: optimiza el uso de CPU, red y almacenamiento.
- Escalabilidad: permite crecer sin comprometer el rendimiento.
Un modelo replicable
Aunque estas tecnologías han sido desarrolladas por Alibaba, su enfoque puede inspirar a otros proveedores cloud a adoptar estrategias similares. La clave está en la observación continua, la automatización de decisiones y el uso de tecnologías como eBPF y SmartNICs para mejorar la infraestructura sin aumentar la complejidad.
Alibaba ha demostrado que la innovación en el cloud computing no siempre requiere grandes inversiones en hardware. Con ZooRoute, Hermes y Nezha, la compañía ha logrado avances significativos en disponibilidad, eficiencia y costes operativos. Estos sistemas no solo benefician a Alibaba, sino que marcan el camino hacia una nube más inteligente, resiliente y sostenible.