Google heeft de lancering van de Falcon-datatransporttechnologie aangekondigd (hardware transport, hardwareversnelde transportlaag) en heeft de verdere ontwikkeling ervan overgedragen aan het Open Compute-project, dat gericht is op de gezamenlijke ontwikkeling van open hardware-specificaties voor datacenterinrichtingen. Falcon wordt gepresenteerd als de volgende generatie Ethernet, in staat om de bandbreedte te verhogen en de efficiëntie van datatransmissie te verbeteren binnen de bestaande standaarden van Ethernet en TCP/IP, die kritisch zijn voor latentie en bandbreedte, zoals netwerken voor hoogwaardige rekenmachinesystemen en kunstmatige intelligentie.
Het protocol schaalt naar datacenter netwerken en is ontworpen om voorspelbare hoge prestaties, lage latenties, flexibiliteit en uitbreidbaarheid te bieden. De eerste ondersteuning voor Falcon zal worden geboden in de Intel IPU E2000-series netwerkversnellers (Infrastructure Processing Unit), die een Ethernet-adapter combineren met een programmeerbare processor, waarop taken kunnen worden uitgevoerd die normaal gesproken aan de netwerkstack of het systeem worden toegewezen, zoals verkeerbeheer, congestiecontrole en de analyse van high-level protocollen.
Om lage latenties in hogesnelheids-Ethernet-netwerken te bereiken die pakketverlies toelaten, gebruikt Falcon drie principes: gedetailleerde meting van de latentie tussen het verzenden van een verzoek en het ontvangen van een antwoord (RTT, round-trip time), hardwarematig uitvoering van verkeersbeperking gekoppeld aan afzonderlijke stromen en een snelle en nauwkeurige hertransmissie van pakketten. Deze eigenschappen worden aangevuld met middelen voor gelijktijdige toegang via meerdere paden (Multipath) en ondersteuning voor het versleutelen van verbindingen.
Bij de implementatie van Falcon worden de volgende technologieën ingezet:
- Carousel — een mechanisme voor verkeersbeheersing (Traffic Shaping) dat het mogelijk maakt om de bandbreedte en intensiteit van pakketstromen per afzonderlijke host te reguleren.
- Snap — een netwerk subsystem gebaseerd op een microkernel, uitbreidbaar met modules, waarmee geavanceerde functionaliteit kan worden toegevoegd, zoals netwerkvirtualisatie, verkeersbeperking en berichtlevering.
- Swift — een congestiebesturingssysteem voor datacenter-netwerken dat zorgt voor latencies van minder dan 50 microseconden voor korte RPC-berichten bij een doorvoersnelheid van 100 Gbps op server bij een belasting van bijna 100%.
- RACK-TLP — een algoritme voor het bepalen van pakketverlies voor TCP.
- PLB — een load balancing-mechanisme dat gebruikmaakt van congestiesignalen. Na de implementatie van PLB in de netwerken van Google verminderde de belastingongelijkheid op switches met 60%, daalde het pakketverlies met 33% en verminderde de latency bij de levering van korte RPC-berichten met 25%.
- CSIG (Congestion Signaling) — een protocol voor telemetrie-uitwisseling dat wordt gebruikt voor het verzenden van congestiesignalen en bij traffic management.
- PSP (PSP Security Protocol) — een protocol voor verkeerscodering.
Falcon maakt gebruik van RDMA en NVM Express als top-level protocollen, maar staat ook toe om ondersteuning voor aanvullende top-level protocollen toe te voegen in de vorm van extensies. De functionaliteit van Falcon is gedefinieerd door drie niveaus: het niveau voor mapping naar top-level protocollen (ULP Mapping), het transactieniveau en het pakketleveringsniveau. Op het eerste niveau wordt flow control, berichtverwerking en mapping naar top-level uitgevoerd. Op het tweede niveau worden scheduling, resource management en ordering uitgevoerd. Op het derde niveau wordt congestiebeheer, traffic shaping, betrouwbaarheid en het gelijktijdig gebruik van verschillende kanalen (Multipathing) beheerd.
Bron: opennet.ru
