La compañía Google ha anunciado la apertura de la tecnología de transmisión de datos Falcon (hardware transport, nivel de transporte acelerado por hardware) y su traslado al proyecto Open Compute, destinado al desarrollo colaborativo de especificaciones abiertas de hardware para equipar centros de datos. Falcon se presenta como Ethernet de próxima generación, capaz de aumentar el ancho de banda y mejorar la eficiencia de la transmisión de datos en las redes existentes basadas en Ethernet y TCP/IP, críticas en cuanto a ancho de banda y latencias, como las redes para sistemas de computación de alto rendimiento e inteligencia artificial.
El protocolo se escala para redes de centros de datos y está diseñado para asegurar un alto rendimiento predecible, bajas latencias, flexibilidad y escalabilidad. El primer soporte para Falcon será proporcionado en los aceleradores de red de la serie Intel IPU E2000 (Unidad de Procesamiento de Infraestructura), que combinan un adaptador Ethernet con un procesador programable, en el que se pueden desplazar operaciones que normalmente se realizan en el lado de la pila de red o del sistema, como la gestión del tráfico, el control de sobrecargas y el análisis de protocolos de alto nivel.
Para alcanzar bajas latencias en redes Ethernet de alta velocidad que permiten pérdidas de paquetes, Falcon utiliza tres principios: medición detallada de las latencias entre el envío de la solicitud y la recepción de la respuesta (RTT, tiempo de ida y vuelta), reducción de tráfico implementada por hardware vinculada a flujos individuales y retransmisión rápida y precisa de paquetes. Estas propiedades se complementan con medios para el acceso simultáneo a múltiples canales (Multipath) y soporte para la encriptación de conexiones.
En la implementación de Falcon se utilizan las siguientes tecnologías:
- Carousel — mecanismo de limitación de tráfico (Traffic Shaping) que permite regular el ancho de banda y la intensidad del flujo de paquetes en relación con hosts individuales.
- Snap — subsistema de red basado en microkernel, ampliable mediante módulos, a través de los cuales se puede añadir funcionalidad avanzada, como la incorporación de funciones de virtualización de red, limitación de tráfico y entrega de mensajes.
- Swift es un mecanismo de control de congestión para redes de centros de datos que permite lograr latencias de menos de 50 microsegundos para mensajes RPC cortos, manteniendo un ancho de banda de 100 Gbps en servidor cargas cercanas al 100%.
- RACK-TLP es un algoritmo para determinar la pérdida de paquetes en TCP.
- PLB es un mecanismo de balanceo de carga que utiliza señales de congestión. Tras la implementación de PLB en las redes de Google, el desbalance de carga en los conmutadores se redujo en un 60%, la pérdida de paquetes disminuyó en un 33% y las latencias en la entrega de mensajes RPC cortos se redujeron en un 25%.
- CSIG (Congestion Signaling) es un protocolo de intercambio de telemetría utilizado para enviar señales de congestión y gestionar el tráfico.
- PSP (PSP Security Protocol) es un protocolo de cifrado de tráfico.
Falcon utiliza RDMA y NVM Express como protocolos de nivel superior, pero también permite añadir soporte para otros protocolos de nivel superior en forma de extensiones. La funcionalidad de Falcon se define en tres niveles: el nivel para el mapeo a protocolos de nivel superior (ULP Mapping), el nivel de transacciones y el nivel de entrega de paquetes. En el primer nivel se gestiona el flujo, se procesan mensajes y se lleva a cabo el mapeo a niveles superiores. En el segundo nivel se realiza la planificación, gestión de recursos y ordenación. En el tercer nivel se gestiona la congestión, se limita el tráfico, se mantiene la fiabilidad y se permite el uso simultáneo de diferentes canales (Multipathing).
Fuente: opennet.ru
