Rangkaian kawasan luas (WAN), tulang belakang global dan tenaga kerja Internet masa kini yang menghubungkan berbilion komputer di benua dan lautan, adalah asas perkhidmatan dalam talian moden. Oleh kerana COVID-19 telah bergantung pada perkhidmatan dalam talian, rangkaian hari ini berusaha untuk menyediakan lebar jalur yang tinggi dan ketersediaan yang dikenakan oleh beban kerja yang muncul yang berkaitan dengan pembelajaran mesin, panggilan video, dan penjagaan kesihatan.
Untuk menghubungkan WAN lebih dari beratus-ratus batu, kabel gentian optik yang menghantar data menggunakan cahaya disambungkan ke seluruh kawasan sekitar kami, diperbuat daripada helai kaca atau plastik yang sangat nipis yang dikenali sebagai gentian optik. Walaupun sangat pantas, mereka tidak selalu boleh dipercayai: mereka dapat dengan mudah melepaskan diri dari cuaca, ribut petir, kemalangan, dan juga haiwan. Air mata ini boleh menyebabkan kerosakan teruk dan mahal, mengakibatkan gangguan perkhidmatan 911, kehilangan sambungan ke Internet, dan ketidakupayaan untuk menggunakan aplikasi telefon pintar.
Para saintis dari Makmal Sains Komputer dan Makmal Kecerdasan Buatan (CSAIL) MIT baru-baru ini menemui kaedah untuk memelihara rangkaian ketika serat itu turun dan mengurangkan kos. Sistem mereka, yang disebut "ARROW," mengkonfigurasi ulang cahaya optik dari serat yang rusak menjadi yang sihat, sambil menggunakan algoritma dalam talian untuk merancang secara proaktif kemungkinan pemotongan serat lebih awal, berdasarkan permintaan lalu lintas Internet masa nyata.
ARROW dibangun di persimpangan dua pendekatan yang berbeza: "kejuruteraan lalu lintas yang menyedari kegagalan (TE)", teknik yang mengarahkan lalu lintas ke tempat sumber daya lebar jalur semasa pemotongan serat, dan "konfigurasi panjang gelombang," yang mengembalikan sumber lebar jalur yang gagal dengan mengonfigurasi ulang cahaya.
Walaupun gabungan ini kuat, masalahnya secara matematik sukar diselesaikan kerana kekerasan NPnya dalam teori kerumitan komputasi.
Pasukan ini membuat algoritma novel yang pada dasarnya dapat membuat "LotteryTickets" sebagai pengabstrakan untuk "masalah konfigurasi panjang gelombang" pada gentian optik dan hanya memberi maklumat penting ke dalam "masalah kejuruteraan lalu lintas." Ini berfungsi bersama dengan "kaedah pemulihan optik" mereka yang memindahkan cahaya dari serat potong ke "pengganti" serat sihat untuk memulihkan sambungan rangkaian. Sistem ini juga mempertimbangkan lalu lintas masa nyata untuk mengoptimumkan hasil rangkaian maksimum.
Menggunakan simulasi berskala besar dan testbed, ARROW dapat membawa lalu lintas 2x-2.4x lebih banyak tanpa harus menggunakan serat baru, sambil mengekalkan jaringan yang sangat dapat diandalkan.
“ARROW dapat digunakan untuk meningkatkan ketersediaan layanan, dan meningkatkan ketahanan infrastruktur Internet terhadap pemotongan serat. Ini mengubah cara kita memikirkan hubungan antara kegagalan dan pengurusan rangkaian - kegagalan sebelumnya adalah peristiwa deterministik, di mana kegagalan bermaksud kegagalan, dan tidak ada jalan di sekitarnya kecuali penyediaan rangkaian yang berlebihan, "kata MIT postdoc Zhizhen Zhong" Dengan ARROW, beberapa kegagalan dapat dihilangkan atau dipulihkan sebahagiannya, dan ini mengubah cara kita memikirkan pengurusan jaringan dan kejuruteraan lalu lintas, membuka peluang untuk memikirkan kembali sistem kejuruteraan lalu lintas, sistem penilaian risiko, dan aplikasi yang muncul juga. "Mengelola konfigurasi ulang.
Reka bentuk infrastruktur rangkaian hari ini, baik di pusat data dan di kawasan luas, masih mengikuti "model telephony" di mana para jurutera rangkaian memperlakukan lapisan fizikal jaringan sebagai kotak hitam statis tanpa konfigurasi ulang.
Akibatnya, infrastruktur rangkaian dilengkapi untuk memenuhi permintaan lalu lintas terburuk dalam semua kemungkinan senario kegagalan, menjadikannya tidak efisien dan mahal. Namun, rangkaian moden mempunyai aplikasi elastik yang dapat memanfaatkan lapisan fizikal yang dapat dikonfigurasi secara dinamis, untuk memungkinkan throughput tinggi, latensi rendah, dan pemulihan lancar dari kegagalan, yang ARROW bantu aktifkan.
Dalam sistem tradisional, jurutera rangkaian memutuskan terlebih dahulu berapa banyak kapasiti untuk disediakan dalam lapisan fizikal rangkaian. Nampaknya mustahil untuk mengubah topologi rangkaian tanpa mengubah kabel secara fizikal, tetapi kerana gelombang optik dapat diarahkan menggunakan cermin kecil, mereka mampu melakukan perubahan cepat: tidak perlu pendawaian semula. Ini adalah wilayah di mana rangkaian bukan lagi entiti statik tetapi struktur interkoneksi dinamik yang mungkin berubah bergantung pada beban kerja.
Bayangkan sistem kereta bawah tanah hipotetikal di mana beberapa kereta api mungkin akan sesekali gagal. Unit kawalan kereta bawah tanah ingin merancang cara mengagihkan penumpang ke laluan alternatif sambil mempertimbangkan semua kemungkinan kereta api dan lalu lintas di atasnya. Dengan menggunakan ARROW, ketika kereta api gagal, unit kawalan hanya mengumumkan kepada penumpang laluan alternatif terbaik untuk meminimumkan masa perjalanan mereka dan mengelakkan kesesakan.
"Matlamat jangka panjang saya adalah untuk menjadikan rangkaian komputer berskala besar lebih efisien, dan akhirnya mengembangkan rangkaian pintar yang menyesuaikan dengan data dan aplikasi," kata profesor MIT Manya Ghobadi, yang mengawasi pekerjaan. "Memiliki topologi optik yang dapat dikonfigurasikan merevolusikan cara kita memikirkan rangkaian, kerana melakukan penyelidikan ini memerlukan pemecahan ortodoksi yang ditubuhkan selama bertahun-tahun dalam penyebaran WAN."
Untuk menggunakan ARROW dalam rangkaian kawasan luas dunia nyata, pasukan ini telah bekerjasama dengan Facebook dan berharap dapat bekerjasama dengan penyedia perkhidmatan berskala besar yang lain. "Penyelidikan ini memberikan gambaran awal tentang manfaat konfigurasi ulang. Potensi besar dalam peningkatan kebolehpercayaan menarik bagi pengurusan rangkaian dalam tulang belakang pengeluaran. " kata Ying Zhang, seorang pengurus jurutera perisian di Facebook yang bekerjasama dalam penyelidikan ini.
"Kami gembira kerana akan ada banyak cabaran praktikal untuk membawa ARROW dari idea makmal penyelidikan ke sistem dunia nyata yang melayani berbilion orang, dan mungkin dapat mengurangkan jumlah gangguan perkhidmatan yang kita alami hari ini, seperti kurang banyak laporan berita mengenai bagaimana serat pemotongan mempengaruhi kesambungan Internet, ”kata Zhong. "Kami berharap bahawa ARROW dapat menjadikan Internet kita lebih tahan terhadap kegagalan dengan kos yang lebih rendah."
ELE Kali
-
ELE Kalihttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsKerajaan Sedia RFP Mencari Cadangan daripada Syarikat untuk Ditubuhkan Semikonduktor Tumbuhan
-
ELE Kalihttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsNanomembran yang sangat konduktif dan elastik untuk Elektronik Kulit
-
ELE Kalihttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsFungsi Tester Rangkaian 400G MT1040A yang Dinaik taraf
-
ELE Kalihttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsSTMicroelectronics Bergabung dengan Startup Autobahn sebagai Anchor Partner untuk Bertemu dengan Inovator Automotif Esok