Společnost Google oznámila otevření technologie přenosu dat Falcon (hardware transport, hardwarově akcelerovaná transportní úroveň) a její následný přesun do projektu Open Compute, zaměřeného na společný vývoj otevřených specifikací hardwaru pro vybavení datových center. Falcon je prezentován jako generace Ethernetu, která dokáže zvýšit propustnost a zefektivnit přenos dat v existujících standardních sítích založených na Ethernetu a TCP/IP, kritických na propustnost a latence, jako jsou sítě pro systémy vysoce výkonných výpočtů a umělé inteligence.
Protokol je škálovatelný na sítě datových center a byl navržen tak, aby zajišťoval předvídatelně vysoký výkon, nízkou latenci, flexibilitu a rozšiřitelnost. Podpora Falconu bude jako první zajištěna v síťových akcelerátorech série Intel IPU E2000 (Infrastructure Processing Unit), které kombinují Ethernetový adaptér s programovatelným procesorem, na který lze přenášet operace, běžně prováděné na úrovni síťového zásobníku nebo systému, jako je řízení provozu, kontrola přetížení a analýza vysokolegrových protokolů.
Pro dosažení nízkých latencí ve vysoce rychlostních sítích Ethernet, které umožňují ztráty paketů, Falcon používá tři principy: podrobné měření latencí mezi odesláním požadavku a přijetím odpovědi (RTT, round-trip time), hardwarově realizované omezování provozu vázané na jednotlivé toky a rychlé a přesné znovuzasílání paketů. Tyto vlastnosti jsou doplněny prostředky pro současný přístup via více kanálů (Multipath) a podporou šifrování spojení.
Při realizaci Falconu jsou použity následující technologie:
- Carousel — mechanismus omezení provozu (Traffic Shaping), který umožňuje regulovat propustnost a intenzitu toku paketů v rámci jednotlivých hostitelů.
- Snap — síťový subsystém založený na mikrojádru, rozšiřitelný pomocí modulů, skrze které lze přidávat rozšířenou funkčnost, například přidávat funkce síťové virtualizace, omezení provozu a doručování zpráv.
- Swift — mechanism pro řízení přetížení (Congestion Control) pro datová centra, který umožňuje dosáhnout latencí nižších než 50 mikrosekund pro krátká RPC zprávy při udržení propustnosti 100Gbps na server při zatížení blízkém 100%.
- RACK-TLP — algoritmus pro detekci ztráty paketů pro TCP.
- PLB — mechanismus vyvažování zatížení, který využívá signály o přetížení. Po zavedení PLB v sítích Google došlo k snížení nerovnováhy zatížení na přepínače o 60%, ztráty paketů se snížily o 33% a latence při doručování krátkých RPC zpráv se snížila o 25%.
- CSIG (Congestion Signaling) — protokol pro výměnu telemetrie, používaný k odesílání signálů o přetížení a řízení provozu.
- PSP (PSP Security Protocol) — protokol pro šifrování datového provozu.
Falcon používá jako protokoly vyšší úrovně RDMA a NVM Express, ale také umožňuje přidávat podporu dalších protokolů vyšší úrovně ve formě rozšíření. Funkčnost Falconu je definována třemi úrovněmi: úroveň pro mapování s protokoly vyšší úrovně (ULP Mapping), úroveň transakcí a úroveň doručení paketů. Na první úrovni se provádí řízení toku, zpracování zpráv a mapování na vyšší úrovně. Na druhé úrovni se provádí plánování, řízení zdrojů a řazení. Na třetí úrovni se provádí řízení přetížení, omezení provozu, zajištění spolehlivosti a současné používání různých kanálů (Multipathing).
Zdroj: opennet.ru
