Google har annonceret åbningen af datatransmissionsteknologien Falcon (hardware transport, hardwareaccelereret transportniveau) og overførslen af dens videre udvikling til Open Compute-projektet, der sigter mod at fremme samarbejdet om åbne specifikationer for udstyr til datacentre. Falcon præsenteres som Ethernet i næste generation, der kan øge båndbredden og forbedre effektiviteten af datatransmission i eksisterende netværk baseret på Ethernet og TCP/IP, som er kritiske for båndbredde og forsinkelse, såsom netværk til højtydende computering og kunstig intelligens.
Protokollen kan skaleres til datacenter-netværk og er designet til at sikre forudsigelig høj ydeevne, lav forsinkelse, fleksibilitet og skalerbarhed. Støtte til Falcon vil først blive leveret i netværksacceleratorer i Intel IPU E2000-serien (Infrastructure Processing Unit), som kombinerer en Ethernet-adapter med en programmerbar processor, hvorpå operationer, der normalt udføres af netværksstakken eller systemet, kan flyttes, såsom trafikstyring, overbelastningskontrol og fortolkning af høj-niveau protokoller.
For at opnå lave forsinkelser i højhastigheds-Ethernet-netværk, der tåler pakktab, anvender Falcon tre principper: detaljeret måling af forsinkelser mellem afsendelse af anmodning og modtagelse af svar (RTT, round-trip time), hardwareimplementeret reduktion af trafik knyttet til individuelle strømme og hurtig og præcis genoverførsel af pakker. De nævnte egenskaber suppleres med midler til samtidig adgang via flere kanaler (Multipath) og understøttelse af kryptering af forbindelser.
Følgende teknologier anvendes i implementeringen af Falcon:
- Carousel – en trafikbegrænsningsmekanisme (Traffic Shaping), der gør det muligt at regulere båndbredden og intensiteten af paketstrømmen på tværs af individuelle værter.
- Snap – et netværkssystem baseret på mikrokerne, som er udvideligt via moduler, hvorigennem man kan tilføje avanceret funktionalitet, såsom funktioner til netværksvirtualisering, trafikbegrænsning og meddelelseslevering.
- Swift — en mekanisme til håndtering af overbelastning (Congestion Control) til datacenter-netværk, der muliggør forsinkelser på under 50 mikrosekunder for korte RPC-beskeder under opretholdelse af en båndbredde på 100 Gbps. server ved belastninger tæt på 100%.
- RACK-TLP — en algoritme til bestemmelse af pakkebetændelse for TCP.
- PLB — en belastningsbalanceringsmekanisme, der bruger signaler om overbelastning. Efter implementeringen af PLB i Googles netværk faldt belastningsubalance på switchene med 60%, pakketab blev reduceret med 33%, og forsinkelser i leveringen af korte RPC-beskeder blev reduceret med 25%.
- CSIG (Congestion Signaling) — et protokol til telemetriudveksling, der bruges til at sende signaler om overbelastning og ved trafikstyring.
- PSP (PSP Security Protocol) — en protokol til kryptering af trafik.
Falcon bruger RDMA og NVM Express som øverste niveau protokoller, men tillader også tilføjelse af støtte til yderligere øverste niveau protokoller i form af udvidelser. Falcon-funktionaliteten defineres af tre niveauer: niveauet til kortlægning af øverste niveau protokoller (ULP Mapping), transaktionsniveauet og pakkeleveringsniveauet. På det første niveau udføres flowkontrol, beskedbehandling og kortlægning til øverste niveauer. På det andet niveau finder planlægning, ressourceforvaltning og rækkefølge sted. På det tredje niveau håndteres overbelastning, trafikbegrænsning, pålidelighed og samtidig brug af forskellige kanaler (Multipathing).
Kilde: opennet.ru
