Programozható és gyors routerek jöhetnek?
Az adatközponti routerek komoly problémája, hogy viszonylag rugalmatlanok csúcsterhelés közelében - a forgalom szabályozása nem eléggé rugalmas. Egy új kutatás most utat nyitna egy eltérő megközelítés felé, amely a szilíciumba "öntött" és a szoftveresen vezérelt világot hozhatja közelebb egymáshoz.
A következő generációs routerek és switchek alapköveit fedezhették fel a MIT kutatói - legalábbis erre utal két, párhuzamosan közzétett új kutatás eredménye. A cél kiküszöbölni a hagyományos hálózati eszközök legnagyobb rákfenéjét, a rugalmatlan működést, helyére pedig komplex algoritmusok által vezérelt, okosabb, programozható viselkedést helyezni.
Hálózati eszköz? Fekete doboz.
A különböző komoly hálózati problémákra ma már viszonylag jó megoldásokat talált az elméleti kutatás - ezek matematikailag igazolt módon tudják csökkenti a csúcsterhelés alatt az eldobott csomagok számát, és növelni a hálózat minőségét. A probléma: ezek csak szimulációkban működnek, a gyártók a kidolgozott algoritmusokat nagyon ritkán integrálják a szilíciumra. Az eredmény: hiába a születnek kitűnő kutatások a forgalom priorizálását, a csomagok rangsorolását vagy más paramétereket illetően, a hardverek annyira rugalmatlanok, hogy ezeket nem lehet gyakorlatban bevetni. A gyártói eszközök így gyakorlatban ma is fekete dobozok, amelyek szélsebesen működnek, de nem programozhatóak tetszés szerint, a hatékonyabb algoritmusok bevetését így kizárják.
Égbe révedő informatikusok: az Időkép-sztori Mi fán terem az előrejelzés, hogy milyen infrastruktúra dolgozik az Időkép alatt, mi várható a deep learning modellek térnyerésével?
Ezen változtatna alapvetően az MIT friss kutatása, amely olyan áramköri egységek kidolgozását tűzte ki célul, amelyekből lehet rugalmas, újraprogramozható hálózati chipeket készíteni. A megoldás előnye, hogy teljesítményben vetekedhet a hagyományos hálózati chipekkel, miközben azoknál jóval rugalmasabban képes különböző forgalommenedzsment-sémát implementálni.
Az elgondolás teszteléséhez a kutatók írtak egy "fordítót", amely a hálózati forgalomsémákat az egységek segítségével komplex áramkörök formájában "szilíciumba önti", vagyis hardveresen implementálni tudja. A szakértők viszonylag egyszerű áramköri egységekkel indultak ki, majd ezt bővítették, ahogy a forgalomszabályozó algoritmusok azt megkövetelték. Végül összesen hét kísérleti algoritmust sikerült így "lefordítani".
A kutatási beszámoló roppant érdemes eredményeket közöl. A kutatók összesen hét típusú logikai egységet dolgoztak ki, növekvő komplexitás szerint. Míg az egyszerűbb forgalomszabályozási algoritmusok az egyszerűbb elemekből is felépíthetőek, a komplexebb algoritmushoz bonyolultabb áramkörökre volt szükség. Az előrelépést elsősorban az integráció hozza: a komplexebb egységekből felépített feldolgozó modul egy modern hálózati ASIC területének mindössze 4 százalékát tenné ki, az egyszerűbbek esetében ez a szám pedig mindössze 0,16 százalék.
Az eljárás pedig általánosíthatónak is bizonyult, a kutatók a hálózati algoritmusoktól eltekintve is tudtak érdekeset mutatni. Készült például olyan áramkör, amely kumulált összegeket (running sum) képes villámgyorsan és hatékonyan számolni. Ilyen része gyakorlatilag minden létező szoftvernek és algoritmusnak van, adná magát, hogy ezt ne az általános célú CPU, hanem egy dedikált áramköri egység számolja.
"Ez a munka azt mutatja, hogy el lehet érni egyszerre a rugalmasabb forgalommenedzsment célját és a hagyományos routerek magas teljesítményét. Korábban a programozhatóságot sikerült elérni, de senki nem tudta azt élesben használni, mivel 10-szer vagy 100-szor lassabb volt mint hagyományos eszközök" - mondja Hari Balakrishan, az MIT professzora.
Az áramköri egységek sajnos egyelőre nem léteznek fizikai formában, csupán szoftveres szimulációkkal sikerült igazolni azok létjogosultságát. Azok viszont biztatóak, az eredmények szerint a kutatók által tervezett chipek elérik vagy meghaladják a jelenlegi adatátviteli sebességek szintjét. A következő lépés az eredmények kereskedelmi termékké formálása lesz - de hogy erre mikor kerülhet sor, arra egyelőre merész tippek sincsenek.