Google har lanserat datatöverföringstekniken Falcon

Google har tillkännagett lanseringen av Falcon, en teknik för datatransport (hardware transport, hårdvaruaccelererad transportnivå), och att dess vidare utveckling kommer att föras över till Open Compute-projektet, som syftar till gemensam utveckling av öppna specifikationer för hårdvaruutrustning för datacenter. Falcon presenteras som nästa generations Ethernet, vilket kan öka bandbredden och effektiviteten i dataöverföring i befintliga standardnät baserade på Ethernet och TCP/IP, som är kritiska för bandbredd och latens, såsom nätverk för högpresterande beräkningar och artificiell intelligens.

Protokollet är skalbart för datacenternätverk och är utformat för att säkerställa förutsägbar hög prestanda, låg latens, flexibilitet och skalbarhet. Stöd för Falcon kommer först att tillhandahållas i Intel IPU E2000-seriens nätverksacceleratorer (Infrastructure Processing Unit), som kombinerar en Ethernet-adapter med en programmerbar processor, där funktioner som vanligtvis utförs på nätverksstackens eller systemets sida, såsom trafikhantering, överbelastningskontroll och analys av högre protokoll, kan flyttas.

För att uppnå låg latens i högskyddande Ethernet-nätverk som tillåter paketförluster använder Falcon tre principer: detaljerad mätning av latens mellan begäran och svar (RTT, round-trip time), hårdvaruimplementerad trafikskärning kopplad till enskilda flöden och snabb och exakt omöverföring av paket. Dessa egenskaper kompletteras med medel för samtidig trafiköverföring över flera kanaler (Multipath) och stöd för kryptering av anslutningar.

Följande teknologier är involverade i implementeringen av Falcon:

• Carousel – en mekanism för trafikbegränsning (Traffic Shaping) som gör det möjligt att reglera bandbredde och intensitet av paketflödet per enskild värd.
• Snap – ett nätverkssystem baserat på microkernel, som kan utvidgas med moduler för att lägga till avancerad funktionalitet, till exempel nätverksvirtualisering, trafikbegränsning och meddelandedistribution.
• Swift – en mekanism för överbelastningshantering (Congestion Control) för datacenter-nät, vilket möjliggör latenser på mindre än 50 mikrosekunder för korta RPC-meddelanden under förhållanden som upprätthåller en bandbredd på 100Gbps på server nära 100% belastning.
• RACK-TLP – en algoritm för att bestämma paketförlust för TCP.
• PLB – en lastbalanseringsmekanism som använder överbelastningssignaler. Efter implementeringen av PLB i Googles nätverk minskade lastobalansen på switchar med 60%, paketförluster minskade med 33%, och latensen för leverans av korta RPC-meddelanden minskade med 25%.
• CSIG (Congestion Signaling) – ett protokoll för telemetriutbyte som används för att skicka överbelastningssignaler och vid trafikhantering.
• PSP (PSP Security Protocol) – ett protokoll för kryptering av trafik.

Falcon använder RDMA och NVM Express som överliggande protokoll, men möjliggör också stöd för ytterligare överliggande protokoll i form av tillägg. Funktionaliteten i Falcon definieras av tre nivåer: nivå för mappning till överliggande protokoll (ULP Mapping), transaktionsnivå och paketleveransnivå. På den första nivån utförs flödeskontroll, meddelandehantering och mappning till överordnade nivåer. På den andra nivån sker planering, resursmanagement och ordning. På den tredje nivån hanteras överbelastning, trafikbegränsning, pålitlighet och samtidig användning av olika kanaler (Multipathing).

Källa: opennet.ru