数据中心内的数据流量及其支撑的服务正在迅速增长。就Google而言,其数据中心的带宽需求每年大约翻番。为此,在硬件方面现已取得了很大的前进。交流机Tomahawk 4刚到达25.6兆位/秒。收发器技能最近又突破了400G。
到2021年,一切数据中心流量的大约95%将来自云端,并且在云运用中,大多数数据包都在500字节以下。跟着尺度变小,您需求更快地切换以匹配。不幸的是,网络仍在等候推迟方面挣扎。
跟着数据中心体系的扩展,运用中的电子分组交流网络会遇到“长尾推迟”,通常会到达数百毫秒乃至更长,比中位数值推迟值高几个数量级。具体说来,一般的情况下,每100名用户中有1名的等候时刻到达峰值并不是问题,可是当1%的用户变成数千名用户时,这将成为一个真实的问题。
最近发布的名为PULSE的体系结构供给了立异的解决方案。本杰明(Benjamin)等人规划了一种由分布式硬件调度程序控制的光电路交流网络。在MATLAB上建模时,该架构的均匀推迟约为1微秒,尾部推迟约为5微秒。当考虑到调整开支时,它的吞吐量是惊人的每秒25.6Pb,虽然瞬时节点到节点的约束是100Gbps。
这是运用互联网的一些要害功能来完结的。运用了平行星形耦合器,它答应光线从任何端口均等地传输到一切其他衔接的端口。每个机架有64个节点,总共有64个机架,每个节点都有多个收发器以便利子网。每个收发器都经过不同的星形耦合器将其节点衔接到不同的子网。
在数据传输期间,发射器和接收器被调谐到相同的时隙和波长。因而,关于每个耦合器,在同一机架中都有一个对应的节点调度程序,用于处理源-方针机架对。此外,恳求会提早几个时期(周期保持的时刻)发送到调度程序。立异的调度算法为每个电路周期核算一个新的波长。该架构的要害特征是其纳秒级电路的重新配置速度。
因为子网是彻底独立的,因而这种共同的设置答应重复运用波长。成果,该网络能支撑超越25万个频道。此外,该体系答应100%的波长运用。此架构不需求缓冲、寻址和网络内交流。可是,它的确需求极快的过滤、调度、数据康复、可调波长切换和同步。在这种布局下,节点可以轻松又有效地共享资源,并使瓶颈最小化。
令人惊奇的发现之一是,相关于当时的网络架构,其本钱约为5美元 / Gbps,实际上具有极高的本钱效益。为此,该网络每位仅耗费82皮焦耳。收发器的本钱在下降,这将进一步使PULSE等体系获益。此外,在数据中心刷新周期内,仅要晋级终端节点收发器,然后可以节约更多本钱。