Google ხსნის Falcon მონაცემთა ტექნოლოგიას

Google-მა გამოაცხადა თავისი Falcon აპარატურის ტრანსპორტირების ტექნოლოგიის ღია კოდის გამოშვება და მისი შემდგომი განვითარების Open Compute პროექტზე გადასვლა, რომლის მიზანია მონაცემთა ცენტრის აპარატურისთვის ღია სპეციფიკაციების ერთობლივი შემუშავება. Falcon-ი რეკლამირებულია, როგორც Ethernet-ის შემდეგი თაობა, რომელსაც შეუძლია გაზარდოს გამტარუნარიანობა და მონაცემთა გადაცემის ეფექტურობა არსებულ სტანდარტულ Ethernet-ზე დაფუძნებულ ქსელებში. TCP/IP, რომელიც კრიტიკულია გამტარუნარიანობისა და შეყოვნებისთვის, როგორიცაა ქსელები მაღალი ხარისხის გამოთვლებისა და ხელოვნური ინტელექტის სისტემებისთვის.

პროტოკოლი მასშტაბირდება მონაცემთა ცენტრის ქსელებზე და შექმნილია პროგნოზირებადი მაღალი წარმადობის, დაბალი შეყოვნების, მოქნილობისა და მასშტაბირების უზრუნველსაყოფად. Falcon-ის მხარდაჭერა პირველად უზრუნველყოფილი იქნება Intel IPU E2000 (ინფრასტრუქტურის დამუშავების ერთეული) ქსელის ამაჩქარებლების სერიაში, რომლებიც აერთიანებენ Ethernet ადაპტერს პროგრამირებად პროცესორთან, რომელსაც შეუძლია გადაიტვირთოს ოპერაციები, რომლებიც ჩვეულებრივ შესრულდება ქსელის დასტაში ან სისტემის მხარეს, როგორიცაა ტრაფიკის მართვა, შეფერხების კონტროლი და მაღალი დონის პროტოკოლის დამუშავება.

მაღალსიჩქარიან Ethernet ქსელებში, რომლებიც პაკეტების დაკარგვას იტანენ, დაბალი შეყოვნების მისაღწევად, Falcon იყენებს სამ პრინციპს: წრიული მოგზაურობის დროის (RTT) დეტალურ გაზომვას, ინდივიდუალური ნაკადების საფუძველზე აპარატურულად დანერგილ ტრაფიკის შეზღუდვას და პაკეტების სწრაფ და ზუსტ ხელახლა გადაცემას. ეს თვისებები ავსებს რამდენიმე არხზე ერთდროული წვდომის (Multipath) და კავშირის დაშიფვრის მხარდაჭერის საშუალებებს.

Falcon-ის დანერგვაში გამოიყენება შემდეგი ტექნოლოგიები:

• კარუსელი არის ტრაფიკის ფორმირების მექანიზმი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ გამტარუნარიანობა და პაკეტების ნაკადის ინტენსივობა თითოეული ჰოსტისთვის.
• Snap არის მიკრობირთვზე დაფუძნებული ქსელური ქვესისტემა, რომლის გაფართოებაც შესაძლებელია მოდულებით, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოწინავე ფუნქციონალის დასამატებლად, როგორიცაა ქსელის ვირტუალიზაცია, ტრაფიკის შეზღუდვა და შეტყობინებების მიწოდება.
• Swift არის მონაცემთა ცენტრის კლასის ქსელების შეშუპების კონტროლის მექანიზმი, რომელიც უზრუნველყოფს მოკლე RPC შეტყობინებებისთვის 50 მიკროწამზე ნაკლებ შეყოვნებას, ხოლო გამტარუნარიანობა 100 გბიტ/წმ-შია შენარჩუნებული. სერვერზე 100%-თან ახლოს დატვირთვით.
• RACK-TLP არის TCP-ისთვის პაკეტების დაკარგვის აღმოჩენის ალგორითმი.
• PLB არის დატვირთვის დაბალანსების მექანიზმი, რომელიც იყენებს შეშუპების სიგნალებს. Google-ის ქსელებში PLB-ის დანერგვის შემდეგ, კომუტატორის დატვირთვის დისბალანსი შემცირდა 60%-ით, პაკეტების დაკარგვა - 33%-ით, ხოლო მოკლე RPC შეტყობინებების მიწოდების შეყოვნება - 25%-ით.
• CSIG (შემოჭედვის სიგნალიზაცია) არის ტელემეტრიული პროტოკოლი, რომელიც გამოიყენება შეჭედვის სიგნალების გასაგზავნად და ტრაფიკის მართვისთვის.
• PSP (PSP უსაფრთხოების პროტოკოლი) არის ტრაფიკის დაშიფვრის პროტოკოლი.

Falcon იყენებს RDMA-ს და NVM Express-ს ზედა დონის პროტოკოლებად, თუმცა ასევე იძლევა დამატებითი ზედა დონის პროტოკოლების მხარდაჭერის საშუალებას გაფართოებების სახით. Falcon-ის ფუნქციონალურობა განისაზღვრება სამი ფენით: ზედა დონის პროტოკოლებთან შესაბამისობის ფენა (ULP Mapping), ტრანზაქციების ფენა და პაკეტების მიწოდების ფენა. პირველი ფენა აკონტროლებს ნაკადის კონტროლს, შეტყობინებების დამუშავებას და ზედა ფენებთან შესაბამისობას. მეორე ფენა აკონტროლებს დაგეგმვას, რესურსების მართვას და შეკვეთას. მესამე ფენა აკონტროლებს შეშუპების მართვას, ტრაფიკის ფორმირებას, საიმედოობის შენარჩუნებას და მრავალმხრივ გადაცემას.

წყარო: opennet.ru