De nos jours, les réseaux ont des difficultés à fournir une bande passante et une disponibilité élevées imposées par les charges de travail émergentes. Crédit : Image grâce à Facebook
ARROW, le réseau de technologies fibre optique reconfigurable développé sur PAR , vise à considérer la fin de la loi de Moore.
Les systèmes étendus (WAN), les dorsales mondiales et les chevaux de bataille associés à l’Internet d’aujourd’hui qui se connecteront des milliards d’ordinateurs de plus que les continents et les mers , sont la base des fournisseurs en ligne modernes. Alors que Covid-19 crée une dépendance vitale vis-à-vis des fournisseurs en ligne, les réseaux actuels ont généralement du mal à fournir une bande passante et une accessibilité plus élevées imposées par l’augmentation des charges de travail liées à l’apprentissage des appareils, aux appels vidéo et aux soins de santé.
Pour connecter des réseaux étendus sur plus de centaines de kilomètres, des câbles à fibres optiques alimentaires qui transmettront des données en utilisant la lumière sont enfilés dans nos communautés, constitués de brins de tasse ou de plastique incroyablement minces. connu sous le nom de fibres optiques . Bien qu’ils soient extrêmement rapides, ils ne sont pas toujours fiables : ils pourraient facilement traverser les intempéries, les orages, les incidents et même les animaux. Ces types de déchirures peuvent causer des dommages graves et coûteux, entraînant des pannes d’assistance 911, une perte de connexion à Internet et une incapacité à utiliser les applications pour téléphones intelligents.
Des chercheurs du Laboratoire de science et d’intelligence synthétique du MIT (CSAIL) et de Facebook ont récemment mis au point une méthode pour préserver le système lorsque la fibre peut être en panne et pour réduire les coûts. Leur programme, appelé « ARROW », reconfigure la lumière optique d’une fibre cassée à des fibres saines, tout en utilisant un algorithme Internet pour planifier de manière proactive les coupures potentielles de fibres alimentaires à l’avance, en fonction des besoins de trafic Internet en temps réel.
ARROW est fait à la croisée des chemins associé à deux méthodes différentes : « architecture de trafic à détection de panne », une technique qui orientera le trafic vers lequel les ressources de bande passante se trouvent généralement pendant les coupures de fibre, et « reconfiguration de longueur d’onde », qui ramène les sources de bande passante défaillantes. en reconfigure l’ensoleillement.
Bien que cette combinaison particulière soit efficace, le problème est mathématiquement difficile à résoudre en raison de sa NP-dureté dans le concept de complexité de calcul .
L’équipe en particulier a créé un nouvel algorithme qui peut essentiellement créer des « Tickets de loterie » étant une abstraction pour le « problème de reconfiguration de la longueur d’onde » sur les fibres optiques afin d’alimenter les informations essentielles dans le « problème de l’anatomiste du trafic. “Ceci fonctionne parallèlement à leur “technique de restauration optique”, qui va la lumière de la fibre réduite aux fibres saines “de substitution” pour rétablir la connexion réseau. Le système nécessite également la prise en compte du trafic en temps réel pour optimiser le débit maximal du réseau.
En utilisant des simulations considérables et un banc d’essai, ARROW pourrait apporter 2 à la seconde. 4 fois plus de visiteurs sans avoir à déployer de toutes nouvelles fibres, tout en préservant un réseau extrêmement fiable.
« ARROW peut être utilisé pour améliorer la disponibilité du support et augmenter la résilience de l’infrastructure Web contre les coupures de fibres alimentaires. Il rénove la façon dont nous pensons concernant la relation entre les problèmes et l’administration du réseau – auparavant, les problèmes étaient des occasions déterministes, où l’échec signifiait l’échec, et il n’y a aucun moyen de contourner cela, sauf de sur-approvisionner le réseau en particulier », déclare le postdoc MIT Zhizhen Zhong, la perspective auteur d’un tout nouvel article sur GAZELLE. « Avec ARROW, plusieurs défaillances peuvent être supprimées ou partiellement remises à neuf, et cela change notre façon de penser la gestion du système et l’ingénierie des visiteurs, ouvrant la possibilité de repenser les systèmes d’ingénierie des visiteurs, les systèmes d’évaluation des dangers, ainsi que les applications émergentes. ”
La conception associée aux infrastructures réseau d’aujourd’hui, à la fois dans les installations de données et dans les systèmes étendus, suit toujours le « modèle de téléphonie », exactement où les ingénieurs réseau traitent le revêtement physique des réseaux comme un boîtier noir statique sans reconfigurabilité.
En conséquence, l’infrastructure du système est équipée pour supporter la demande de trafic dans le pire des cas en dessous de tous les scénarios d’échec possibles, ce qui la rend inefficace et coûteuse. Cependant, les réseaux modernes disposent d’applications élastiques qui pourraient bénéficier d’un niveau physique reconfigurable dynamiquement, pour permettre un débit élevé, une faible latence, ainsi qu’une récupération transparente en cas de défaillance, ce que GAZELLE aide à permettre.
Dans les techniques traditionnelles, les ingénieurs réseau déterminent à l’avance la capacité à fournir dans la couche corporelle du système. Il peut sembler impossible de changer la topologie d’un réseau sans changer physiquement les câbles particuliers , mais comme les ondes optiques peuvent être redirigées à l’aide de minuscules miroirs décoratifs, elles sont capables de changements rapides : aucun recâblage n’est requis. C’est un monde où le réseau a cessé d’être une organisation statique mais une puissante structure d’interconnexions qui peut changer en fonction de la charge de travail.
Visualisez un système de métro hypothétique où quelques trains pourraient manquer de temps en temps. L’unité de contrôle du métro veut vraiment planifier la façon de livrer les passagers afin d’emprunter des itinéraires alternatifs tout en tenant compte de tous les trains et visiteurs probables à bord. En utilisant ANTELOPE, lorsqu’un apprentissage échoue, l’unité de gestion annonce simplement aux passagers les meilleurs itinéraires alternatifs pour réduire leur période de voyage et éviter les embouteillages.
« Mon objectif à long terme est de rendre plus efficaces des réseaux informatiques considérables et, à terme, de créer des réseaux intelligents qui s’adapteront aux données et à l’application », déclare Manya Ghobadi, enseignante adjointe du MIT, qui a supervisé les travaux. « Avoir une topologie optique reconfigurable révolutionne la façon dont nous pensons un système, car effectuer cette recherche particulière nécessite de briser les orthodoxies établies depuis plusieurs années dans les déploiements WAN. ‘
Afin de déployer ARROW dans des systèmes étendus du monde réel, l’équipe continue de collaborer avec Facebook et espère utiliser d’autres fournisseurs à grande échelle. « La recherche offre un premier aperçu des avantages de la reconfiguration. Le potentiel considérable d’amélioration de la fiabilité est attrayant pour la gestion du réseau au sein de la dorsale de production », explique Ying Zhang, un ingénieur logiciel superviseur chez Facebook qui a collaboré à cette étude.
« Nous sommes généralement ravis qu’il y ait de nombreux problèmes pratiques à venir pour faire passer GAZELLE des idées de laboratoire de recherche aux techniques du monde réel qui servent un grand nombre de personnes, et éventuellement ralentir le nombre de perturbations de service que nous connaissons de nos jours, comme moins d’informations rapporte sur la façon dont les coupures de fibres alimentaires affectent la connectivité Web », déclare Zhong. « Nous souhaitons qu’ARROW rende notre Internet beaucoup plus résistant aux problèmes avec moins de prix. ”
Recherche: GAZELLE : Architecture de circulation soucieuse de la restauration
Zhong a écrit le document aux côtés de Ghobadi ; Alaa Khaddaj, étudiante diplômée de DURCH; et les ingénieurs de Facebook Jonathan Leach, Ying Zhang et Yiting Xia. Ces personnes ont présenté la recherche lors de la réunion SIGCOMM de l’ACM.
Cette fonction a été menée simplement par le MIT en coopération avec Facebook. La technique particulière est à l’étude pour un déploiement à partir de Facebook. Facebook a fourni des ressources pour exécuter la recherche. Les auteurs affiliés à DURCH ont été soutenus par la Sophisticated Research Projects Agency-Energy, la Defense Advanced Studies Agency et la Oughout. Fondation nationale de technologie de S..
