Трафик данных в дата-центрах и сервисах, которые они поддерживают, быстро растет. По этой причине был достигнут большой прогресс в области аппаратного обеспечения. Коммутатор Tomahawk 4 только что достиг 25,6 мегабит в секунду. Технология трансивера недавно превысила 400 гигабайт.
К 2021 году около 95 процентов всего трафика центра обработки данных будет поступать из облака, а в облачных приложениях большинство пакетов имеют размер менее 500 байт. Поскольку размер становится меньше, вам нужно переключаться быстрее, чтобы соответствовать. К сожалению, сеть все еще борется с задержками.
По мере расширения систем центров обработки данных используемые электронные пакеты испытывают «GG-квоту», длинную хвостовую задержку, GG-квоту; обычно сотни миллисекунд или более, на несколько порядков выше среднего значения. Более подробно, пиковое время ожидания для 1 из 100 пользователей не является проблемой в обычное время, но становится реальной проблемой, когда 1% пользователей становятся тысячами.
Недавно выпущенная архитектура PULSE предлагает инновационное решение. Предложена сеть с оптической коммутацией каналов, управляемая распределенным аппаратным планировщиком. При моделировании на MATLAB архитектура имеет среднюю задержку около 1 мкс и хвостовую задержку около 5 мкс. Если учесть издержки на корректировку, его пропускная способность составляет ошеломляющие 25,6 петабайт в секунду, несмотря на мгновенный лимит между узлами в 100 Гбит / с.
Это делается с помощью некоторых ключевых функций сети. Используется параллельный звездный ответвитель, который позволяет свету проходить одинаково от любого порта ко всем другим подключенным портам. Каждая стойка имеет 64 узла, всего 64 стойки, и каждый узел имеет несколько приемопередатчиков для облегчения подсети. Каждый приемопередатчик соединяет свои узлы с другой подсетью через разную звездообразную муфту.
Во время передачи данных передатчик и приемник настраиваются на один и тот же временной интервал и длину волны. Следовательно, для каждого устройства сопряжения имеется соответствующий планировщик узлов в той же стойке для обработки пары стойка источник-цель. Кроме того, запрос отправляется планировщику заранее несколько раз (продолжительность цикла). Инновационные алгоритмы планирования вычисляют новую длину волны для каждого цикла цепи. Ключевой особенностью архитектуры является ее наносекундная скорость реконфигурации.
Поскольку подсеть полностью независима, этот уникальный параметр позволяет повторно использовать длины волн. В результате сеть может поддерживать более 250 000 каналов. Кроме того, система позволяет использовать 100% длины волны. Эта архитектура не требует буферизации, адресации и внутрисетевого переключения.
Однако для этого требуется чрезвычайно быстрая фильтрация, планирование, восстановление данных, настраиваемое переключение длин волн и синхронизация. Согласно этой схеме, узлы могут эффективно распределять ресурсы и минимизировать узкие места.
Одним из удивительных результатов является то, что по сравнению с текущей сетевой архитектурой, которая стоит около 5 долл. / Гбит / с, она на самом деле очень рентабельна. Для этой цели сеть потребляет всего 82 пикоджоуля на человека. Стоимость трансиверов падает, что принесет дополнительную пользу таким системам, как PULSE. Кроме того, в течение цикла обновления центра обработки данных требуется обновление только приемопередатчика терминального узла, что приводит к дополнительной экономии средств.
