Компания Google обяви за откритие на технологията за предаване на данни Falcon (hardware transport, апаратно ускорен транспортен слой) и за преместването на бъдещото ѝ развитие в проект Open Compute, насочен към съвместно разработване на отворени спецификации за оборудване за оборудване на дата центрове. Falcon се представя като Ethernet от следващо поколение, способен да увеличи пропускната способност и да повиши ефективността на предаването на данни в съществуващите стандартни мрежи на базата на Ethernet и TCP/IP, критични за пропускната способност и закъсненията, като мрежи за системи за високопроизводителни изчисления и изкуствен интелект.
Протоколът мащабируем до мрежи в дата центрове и е проектиран да осигурява предсказуема висока производителност, ниски закъснения, гъвкавост и разширяемост. Поддръжката на Falcon първо ще бъде осигурена в мрежовите ускорители от серията Intel IPU E2000 (Infrastructure Processing Unit), съчетаващи Ethernet адаптер с програмируем процесор, на който могат да се извършват операции, обикновено изпълнявани на страната на мрежовия стек или системата, като управление на трафика, контрол на натоварването и анализ на високо ниво протоколи.
За постигане на ниски закъснения в високоскоростни Ethernet мрежи, допускащи загуби на пакети, в Falcon се използват три принципа: детайлно измерване на закъсненията между изпращането на запитване и получаването на отговор (RTT, round-trip time), апаратно реализирано ограничаване на трафика, свързано с отделни потоци, и бързо и точно повторно предаване на пакети. Посочените свойства са допълнени с механизми за паралелна обработка по няколко канала (Multipath) и поддръжка на криптиране на връзките.
В реализацията на Falcon са ангажирани следните технологии:
- Carousel — механизъм за ограничаване на трафика (Traffic Shaping), позволяващ регулиране на пропускната способност и интензивността на потока от пакети по отношение на отделни хостове.
- Snap — мрежова подсистема на базата на микроядро, разширяема чрез модули, чрез които може да се добавя разширена функционалност, например, добавяне на функции за мрежова виртуализация, ограничаване на трафика и доставка на съобщения.
- Swift – механизм за управление претоварването (Congestion Control) за мрежи на ниво дата центров, който позволява постигане на закъснения под 50 микрона за кратки RPC съобщения при поддържане на пропускателна способност от 100Gbps на сървър натоварване, близко до 100%.
- RACK-TLP – алгоритъм за определяне на загуба на пакети за TCP.
- PLB – механизмът за баланс на натоварването, който използва сигнали за претоварване. След внедряването на PLB в мрежите на Google, дисбалансът в натоварването на комутаторите е намалял с 60%, загубите на пакети са намалели с 33%, а закъсненията в доставката на кратки RPC съобщения са намалели с 25%.
- CSIG (Congestion Signaling) – протокол за обмен на телеметрия, използван за изпращане на сигнали за претоварване и управление на трафика.
- PSP (PSP Security Protocol) – протокол за криптиране на трафика.
Falcon използва RDMA и NVM Express като протоколи от горния слой, но също така позволява добавяне на поддръжка на допълнителни протоколи от горния слой под формата на разширения. Функционалността на Falcon е определена от три нива: ниво за картографиране с протоколите от горния слой (ULP Mapping), ниво на транзакции и ниво на доставка на пакети. На първото ниво се извършва управление на потока, обработка на съобщения и картографиране с горни нива. На второто ниво се осъществява планиране, управление на ресурсите и подреждане. На третото ниво се извършва управление на претоварването, ограничаване на трафика, поддържане на надеждност и едновременно използване на различни канали (Multipathing).
Източник: opennet.ru
