O tráfego de dados nos datacenters e os serviços que eles suportam estão crescendo rapidamente. Por esse motivo, foram feitos grandes progressos no hardware. O Switch Tomahawk 4 acaba de atingir 25,6 megabits por segundo. A tecnologia do transceptor excedeu recentemente 400 gigabytes.
Até 2021, cerca de 95% de todo o tráfego do datacenter virá da nuvem e, nos aplicativos em nuvem, a maioria dos pacotes tem menos de 500 bytes. À medida que o tamanho diminui, é necessário alternar mais rapidamente para corresponder. Infelizmente, a rede ainda está lutando com a latência.
À medida que os sistemas de data center se expandem, os pacotes eletrônicos em uso experimentam um atraso de cauda longa, GG; tipicamente centenas de milissegundos ou mais, várias ordens de magnitude superiores ao valor mediano. Mais detalhadamente, o tempo de espera máximo para 1 em cada 100 usuários não é um problema em tempos normais, mas se torna um problema real quando 1% dos usuários se tornam milhares.
A arquitetura PULSE, lançada recentemente, oferece uma solução inovadora. É proposta uma rede comutada por circuito óptico controlada pelo planejador de hardware distribuído. Quando modelada no MATLAB, a arquitetura possui um atraso médio de cerca de 1 microssegundo e um atraso de cauda de cerca de 5 microssegundos. Quando a sobrecarga de ajuste é levada em consideração, sua taxa de transferência é de impressionantes 25,6 petabytes por segundo, apesar do limite instantâneo nó a nó de 100 Gbps.
Isso é feito através de algumas das principais funções da rede. É usado um acoplador em estrela paralelo, que permite que a luz se desloque igualmente de qualquer porta para todas as outras portas conectadas. Cada rack possui 64 nós, um total de 64 racks, e cada nó possui vários transceptores para facilitar a sub-rede. Cada transceptor conecta seus nós a uma sub-rede diferente por meio de um acoplador estrela diferente.
Durante a transmissão de dados, o transmissor e o receptor são sintonizados no mesmo intervalo de tempo e comprimento de onda. Portanto, para cada acoplador, existe um agendador de nó correspondente no mesmo rack para lidar com o par de origem e destino. Além disso, a solicitação é enviada ao agendador várias vezes com antecedência (duração do ciclo). Algoritmos inovadores de programação calculam um novo comprimento de onda para cada ciclo do circuito. Um recurso importante da arquitetura é a velocidade de reconfiguração em nanossegundos.
Como a sub-rede é completamente independente, essa configuração exclusiva permite a reutilização de comprimentos de onda. Como resultado, a rede pode suportar mais de 250.000 canais. Além disso, o sistema permite 100% de uso de comprimento de onda. Essa arquitetura não requer buffer, endereçamento e comutação na rede.
No entanto, requer filtragem, agendamento, recuperação de dados extremamente rápidos, comutação de comprimento de onda ajustável e sincronização. Sob esse layout, os nós podem compartilhar recursos com eficiência e minimizar gargalos.
Uma das descobertas surpreendentes é que, comparada à arquitetura de rede atual, que custa cerca de US $ 5 / Gbps, é realmente muito econômica. Para esse fim, a rede consome apenas 82 picojoules por pessoa. O custo dos transceptores está caindo, o que beneficiará ainda mais sistemas como o PULSE. Além disso, durante o ciclo de atualização do data center, apenas o transceptor do nó do terminal precisa ser atualizado, resultando em economia de custos adicional.
