Datatrafiken inom datacenter och de tjänster de stöder växer snabbt. Av denna anledning har stora framsteg gjorts inom hårdvaran. Switch Tomahawk 4 har precis nått 25,6 megabit per sekund. Transceiver-tekniken översteg nyligen 400 gigabyte.
År 2021 kommer cirka 95 procent av all datacentertrafik från molnet, och i molnprogram är de flesta paket under 500 byte. När storleken blir mindre måste du växla snabbare för att matcha. Tyvärr är nätverket fortfarande kämpar med latens.
När datacentersystem expanderar upplever elektroniska paket som används en "lång svansfördröjning", vanligtvis hundratals millisekunder eller mer, flera storleksordningar som är högre än medianvärdet. Mer i detalj, den topp väntetid för 1 av 100 användare är inte ett problem i normala tider, men det blir ett verkligt problem när 1% av användarna blir tusentals.
Den nyligen släppta PULSE-arkitekturen erbjuder en innovativ lösning. Ett optiskt kretskopplat nätverk som styrs av distribuerad maskinvaruschemaläggare föreslås. När modelleras på MATLAB, arkitekturen har en genomsnittlig fördröjning på ca 1 mikrosekt och en svans fördröjning på ca 5 mikroseconds. När hänsyn tas till justeringskostnaderna är dess genomströmning svindlande 25,6 petabyte per sekund, trots den momentana nod-till-nodgränsen på 100 Gbit/s.
Detta görs genom några av de viktigaste funktionerna i nätverket. Ett parallellt stjärnkoppling används, vilket gör att ljuset kan färdas lika från vilken hamn som helst till alla andra anslutna portar. Varje rack har 64 noder, totalt 64 rack och varje nod har flera sändtagare för att underlätta undernätet. Varje sändtagare ansluter sina noder till ett annat undernät via ett annat stjärnkoppling.
Under dataöverföringen är sändaren och mottagaren inställda på samma tidslucka och våglängd. Därför finns det för varje koppling en motsvarande nodschemaläggare i samma rack för att hantera käll-mål rackparet. Dessutom skickas begäran till schemaläggaren flera gånger i förväg (cykellängd). Innovativa schemaläggningsalgoritmer beräknar en ny våglängd för varje kretscykel. Ett viktigt inslag i arkitekturen är dess nanosekt omkonfigureringshastighet.
Eftersom undernätet är helt oberoende gör den här unika inställningen det möjligt att återanvända våglängder. Därför kan nätverket stödja mer än 250 000 kanaler. Dessutom tillåter systemet 100% våglängd användning. Den här arkitekturen kräver inte buffring, adressering och växel i nätverket.
Det kräver dock extremt snabb filtrering, schemaläggning, dataåterställning, avstämningsväxling och synkronisering. Under den här layouten kan noder effektivt dela resurser och minimera flaskhalsar.
En av de överraskande resultaten är att jämfört med den nuvarande nätverksarkitekturen, som kostar ca $ 5 / Gbps, är det faktiskt mycket kostnadseffektivt. För detta ändamål förbrukar nätverket endast 82 picojoules per person. Kostnaden för sändtagare sjunker, vilket ytterligare kommer att gynna system som PULSE. Under uppdateringscykeln för datacenter behöver dessutom endast terminalnodstransceivern uppgraderas, vilket resulterar i ytterligare kostnadsbesparingar.
