Google avas andmeedastustehnoloogia Falcon

Google kuulutas välja Falconi andmeedastus tehnoloogia (hardware transport, riistvara kiirendatud edastuskiht) ja suunab selle arenduse Open Compute projekti, mille eesmärk on avatud riistvaraspetsifikatsioonide ühiselt arendamine andmekeskuste varustamiseks. Falconit tutvustatakse järgmise põlvkonna Ethernetina, mis suudab suurendada läbi laskvust ja andmeedastuse efektiivsust olemasolevates Ethernet ja TCP/IP põhistes võrkudes, mis on läbilaskevõime ja viivituse osas kriitilised, nagu näiteks kõrge jõudlusega arvutus- ja tehisintellekti süsteemide võrgud.

Protokoll skaleerub andmekeskuse võrkudeni ja on projekteeritud tagama ennustatavat suurt jõudlust, madalaid viivitusi, paindlikkust ja laiendatavust. Falconi esmakordne tugi tuleb Intel IPU E2000 seeria võrgukiirendajatest (Infrastructure Processing Unit), mis ühendavad Etherneti adaptri programmiseeritava protsessoriga, kuhu saab viia operatsioone, mida tavaliselt teostatakse võrgu stacki või süsteemi pool, nagu liikluse juhtimine, ülekande kontroll ja kõrgemate protokollide töötlemine.

Madalate viivituste saavutamiseks kõrge läbilaskevõimega Etherneti võrkudes, mis lubavad pakettide kaotust, kasutab Falcon kolme põhimõtet: detailne viivituste mõõtmine päringu saatmise ja vastuse saamise vahel (RTT, round-trip time), riistvara tasandil rakendatud liikluse piiramine eraldi voogude seotuse abil ja kiire ning täpne paketide kordusülekanne. Need omadused on täiendatud võimalustega samaaegseks pöördumiseks mitme kanali kaudu (Multipath) ja ühenduste krüpteerimise toetamisega.

Falconi elluviimisel kasutatakse järgmisi tehnoloogiaid:

• Carousel — liikluse reguleerimise mehhanism (Traffic Shaping), mis võimaldab juhtida läbilaskevõimet ja pakettide voogude intensiivsust eraldi hostide lõikes.
• Snap — mikrojuhtimiskihil põhinev võrgusüsteem, mida saab laiendada moodulite abil, mille kaudu saab lisada täiendavat funktsionaalsust, nagu näiteks võrgu virtualiseerimise, liikluse piiramise ja sõnumite edastamise funktsioonid.
• Swift — ülekande koormuse kontrollimehhanism andmekeskuse tasemel, mis võimaldab saavutada alla 50 mikrosekundi latentsuse lühikeste RPC-sõnumite puhul, säilitades 100 Gbps läbilaskevõime. server koormuse korral, mis on lähedane 100%-le.
• RACK-TLP — TCP kaotatud pakettide määramise algoritm.
• PLB — koormuse tasakaalustamise mehhanism, mis kasutab koormuse signaale. Pärast PLB rakendamist Google'i võrkudes vähenes koormuse tasakaalu häire kommutatsioonisse 60%, pakettide kadumine vähenes 33% ja lühikeste RPC-sõnumite kohaletoimetamise latentsus vähenes 25%.
• CSIG (Congestion Signaling) — teabevahetuse protokoll, mida kasutatakse koormuse signaalide saatmiseks ja liikluse haldamiseks.
• PSP (PSP Security Protocol) — liikluse krüpteerimise protokoll.

Falcon kasutab kõrgematel tasemetel RDMA ja NVM Express protokolle, kuid võimaldab ka lisada toetust täiendavatele kõrgemate tasemete protokollidele laienduste vormis. Falconi funktsionaalsus on määratletud kolme taseme järgi: tase, mis vastab kõrgemate tasemete protokollidele (ULP Mapping), tehingute tase ja pakettide kohaletoimetamise tase. Esimesel tasemel teostatakse voogude haldamine, sõnumite töötlemine ja vastavusseviimine kõrgemate tasemete jaoks. Teisel tasemel toimub planeerimine, ressursside haldamine ja järjestamine. Kolmandal tasemel teostatakse koormuse haldamine, liikluse piiramine, usaldusväärsuse säilitamine ja erinevate kanalite samal ajal kasutamine (Multipathing).

Allikas: opennet.ru