Google a dévoilé la technologie de transfert de données Falcon

L'entreprise Google a annoncé le lancement de la technologie de transmission de données Falcon (transport matériel, niveau de transport matériel accéléré) et le transfert de son développement ultérieur vers le projet Open Compute, visant à un développement collaboratif des spécifications ouvertes du matériel pour l'équipement des centres de données. Falcon se présente comme un Ethernet de nouvelle génération, capable d'augmenter la bande passante et d'améliorer l'efficacité de la transmission des données dans les réseaux existants basés sur Ethernet et TCP/IP, critiques en termes de bande passante et de latence, tels que les réseaux pour les systèmes de calcul haute performance et d'intelligence artificielle.

Le protocole est scalable pour les réseaux de centres de données et est conçu pour offrir une performance élevée, des latences faibles, de la flexibilité et de l'évolutivité, de manière prévisible. Le support de Falcon sera d'abord assuré dans les accélérateurs réseau de la série Intel IPU E2000 (Infrastructure Processing Unit), combinant un adaptateur Ethernet avec un processeur programmable, sur lequel il est possible de décharger des opérations généralement effectuées du côté de la pile réseau ou du système, telles que la gestion du trafic, le contrôle de la surcharge et l'analyse des protocoles de haut niveau.

Pour atteindre de faibles latences dans des réseaux Ethernet à haute vitesse, tolérants à la perte de paquets, Falcon utilise trois principes : une mesure détaillée des latences entre l'envoi d'une requête et la réception d'une réponse (RTT, round-trip time), un découpage de trafic implémenté en matériel lié à des flux individuels, et une retransmission rapide et précise des paquets. Ces caractéristiques sont complétées par des moyens d'accès simultané sur plusieurs canaux (Multipath) et le support du chiffrement des connexions.

Les technologies suivantes sont impliquées dans la mise en œuvre de Falcon :

• Carousel — un mécanisme de régulation du trafic (Traffic Shaping) permettant de contrôler la bande passante et l'intensité du flux de paquets pour des hôtes individuels.
• Snap — un sous-système réseau basé sur un micro-noyau, extensible par le biais de modules, permettant d'ajouter des fonctionnalités avancées, telles que la virtualisation réseau, la limitation du trafic et la livraison de messages.
• Swift — un mécanisme de contrôle de congestion pour les réseaux de niveau datacenter, permettant d'atteindre des latences inférieures à 50 microsecondes pour les courtes messages RPC tout en maintenant une bande passante de 100 Gbps à serveur une charge proche de 100%.
• RACK-TLP — un algorithme de détection de perte de paquets pour TCP.
• PLB — un mécanisme d'équilibrage de charge utilisant des signaux de congestion. Après l'implémentation de PLB dans les réseaux de Google, le déséquilibre de charge sur les commutateurs a diminué de 60%, les pertes de paquets ont été réduites de 33%, et les latences de livraison des courtes messages RPC ont diminué de 25%.
• CSIG (Congestion Signaling) — un protocole de télécommunications utilisé pour envoyer des signaux de congestion et pour la gestion du trafic.
• PSP (PSP Security Protocol) — un protocole de cryptage du trafic.

Falcon utilise des protocoles de niveau supérieur RDMA et NVM Express, mais permet également d'ajouter le support d'autres protocoles de niveau supérieur sous forme d'extensions. La fonctionnalité de Falcon est définie par trois niveaux : le niveau de correspondance avec les protocoles de niveau supérieur (ULP Mapping), le niveau des transactions et le niveau de livraison des paquets. Au premier niveau, la gestion du flux, le traitement des messages et la correspondance avec les niveaux supérieurs sont effectués. Au deuxième niveau, la planification, la gestion des ressources et l'ordonnancement sont réalisés. Au troisième niveau, la gestion de la congestion, la limitation du trafic, la maintenance de la fiabilité et l'utilisation simultanée de différents canaux (Multipathing) sont effectuées.

Source : opennet.ru