Kıtalar ve okyanuslar üzerindeki milyarlarca bilgisayarı birbirine bağlayan günümüz İnternetinin küresel omurgaları ve iş makineleri olan geniş alan ağları (WAN'lar), modern çevrimiçi hizmetlerin temelini oluşturur. COVID-19'un çevrimiçi hizmetlere hayati derecede bağımlı olması nedeniyle günümüzün ağları, makine öğrenimi, görüntülü aramalar ve sağlık hizmetleriyle ilgili ortaya çıkan iş yüklerinin dayattığı yüksek bant genişliği ve kullanılabilirliği sunmakta zorlanıyor.
Yüzlerce kilometrelik WAN'ları birbirine bağlamak için, ışığı kullanarak veri ileten fiber optik kablolar, optik fiberler olarak bilinen inanılmaz derecede ince cam veya plastik şeritlerden yapılmış, mahallelerimizin her yerine döşeniyor. Son derece hızlı olmalarına rağmen her zaman güvenilir değiller: Hava koşullarından, gök gürültülü fırtınalardan, kazalardan ve hatta hayvanlardan kolaylıkla kopabilirler. Bu gözyaşları ciddi ve pahalı hasarlara neden olabilir; bu da 911 hizmetinin kesintiye uğramasına, internet bağlantısının kaybolmasına ve akıllı telefon uygulamalarının kullanılamamasına neden olabilir.
MIT'nin Bilgisayar Bilimi ve Yapay Zeka Laboratuvarı'ndan (CSAIL) bilim insanları yakın zamanda fiber kesintiye uğradığında ağı korumanın ve maliyeti düşürmenin bir yolunu buldu. "ARROW" adı verilen sistemleri, optik ışığı hasarlı fiberden sağlıklı fibere yeniden yapılandırırken, gerçek zamanlı İnternet trafiği taleplerine göre olası fiber kesintilerini proaktif olarak önceden planlamak için çevrimiçi bir algoritma kullanıyor.
ARROW, iki farklı yaklaşımın kesişme noktası üzerine kurulmuştur: fiber kesintileri sırasında trafiği bant genişliği kaynaklarının olduğu yere yönlendiren bir teknik olan "arızaya duyarlı trafik mühendisliği (TE)" ve arızalı bant genişliği kaynaklarını yeniden yapılandırarak geri yükleyen "dalga boyu yeniden yapılandırması". ışık.
Bu kombinasyon güçlü olmasına rağmen, hesaplama karmaşıklığı teorisindeki NP sertliği nedeniyle problemin çözülmesi matematiksel olarak zordur.
Ekip, optik fiberlerdeki "dalga boyu yeniden yapılandırma sorunu" için bir soyutlama olarak "Piyango Biletleri" oluşturabilen ve "trafik mühendisliği sorununa" yalnızca temel bilgileri besleyebilen yeni bir algoritma oluşturdu. Bu, ağ bağlantısını yeniden sağlamak için ışığı kesilmiş fiberden sağlıklı fiberlere "yerine" taşıyan "optik restorasyon yöntemi" ile birlikte çalışır. Sistem ayrıca maksimum ağ verimini optimize etmek için gerçek zamanlı trafiği de hesaba katar.
Büyük ölçekli simülasyonlar ve bir test ortamı kullanan ARROW, ağın son derece güvenilir olmasını sağlarken, yeni fiberler dağıtmak zorunda kalmadan 2 ila 2.4 kat daha fazla trafik taşıyabilir.
“ARROW, hizmet kullanılabilirliğini artırmak ve İnternet altyapısının fiber kesintilerine karşı dayanıklılığını artırmak için kullanılabilir. MIT doktora sonrası araştırmacısı Zhizhen Zhong şöyle diyor: "Arrow ile, ağ yönetimi arasındaki ilişki hakkında düşünme şeklimizi yeniliyor; daha önce başarısızlıklar, başarısızlığın başarısızlık anlamına geldiği deterministik olaylardı ve ağın aşırı tedarikinden başka çare yoktu" diyor ve şöyle devam ediyor: "ARROW ile, bazı arızalar ortadan kaldırılabilir veya kısmen onarılabilir ve bu, ağ yönetimi ve trafik mühendisliği hakkındaki düşüncelerimizi değiştirerek trafik mühendisliği sistemlerini, risk değerlendirme sistemlerini ve yeni ortaya çıkan uygulamaları yeniden düşünmek için fırsatlar açar."Yeniden yapılandırılabilirliği yönetmek.
Günümüzün ağ altyapılarının tasarımı, hem veri merkezlerinde hem de geniş alan ağlarında, hala ağ mühendislerinin ağların fiziksel katmanını yeniden yapılandırılabilirliği olmayan statik bir kara kutu olarak ele aldığı "telefon modelini" izlemektedir.
Sonuç olarak ağ altyapısı, olası tüm arıza senaryolarında en kötü trafik talebini taşıyacak donanıma sahip olduğundan verimsiz ve maliyetli hale gelmektedir. Ancak modern ağlar, yüksek verim, düşük gecikme süresi ve arızalardan kesintisiz kurtarma sağlamak için dinamik olarak yeniden yapılandırılabilen bir fiziksel katmandan yararlanabilecek elastik uygulamalara sahiptir; ARROW da bunun sağlanmasına yardımcı olur.
Geleneksel sistemlerde ağ mühendisleri, ağın fiziksel katmanında ne kadar kapasite sağlanacağına önceden karar verirler. Kabloları fiziksel olarak değiştirmeden bir ağın topolojisini değiştirmek imkansız gibi görünebilir, ancak optik dalgalar küçük aynalar kullanılarak yeniden yönlendirilebildiğinden, hızlı değişiklikler yapabilirler: yeniden kablolamaya gerek yoktur. Bu, ağın artık statik bir varlık olmadığı, iş yüküne bağlı olarak değişebilen dinamik bir ara bağlantı yapısı olduğu bir alandır.
Bazı trenlerin arada bir arızalanabileceği varsayımsal bir metro sistemi düşünün. Metro kontrol ünitesi, olası tüm trenleri ve trafiği göz önünde bulundurarak yolcuları alternatif güzergahlara nasıl dağıtacağını planlamak istiyor. O halde, bir tren arızalandığında, OK'u kullanarak kontrol ünitesi yolculara seyahat sürelerini en aza indirmek ve trafik sıkışıklığını önlemek için en iyi alternatif rotaları duyuruyor.
Çalışmayı denetleyen MIT profesörü Manya Ghobadi, "Uzun vadeli hedefim, büyük ölçekli bilgisayar ağlarını daha verimli hale getirmek ve sonuçta verilere ve uygulamaya uyum sağlayan akıllı ağlar geliştirmek" diyor. “Yeniden yapılandırılabilir bir optik topolojiye sahip olmak, ağ hakkındaki düşüncelerimizde devrim yaratıyor çünkü bu araştırmayı gerçekleştirmek, WAN dağıtımlarında uzun yıllardır yerleşik olan kalıplaşmış inanışları kırmayı gerektiriyor.'
ARROW'u gerçek dünyadaki geniş alan ağlarında dağıtmak için ekip Facebook ile işbirliği yapıyor ve diğer büyük ölçekli hizmet sağlayıcılarla da çalışmayı umuyor. "Araştırma, yeniden yapılandırmanın faydalarına dair ilk öngörüyü sağlıyor. Güvenilirliğin iyileştirilmesindeki önemli potansiyel, üretim omurgasındaki ağ yönetimi için caziptir.” Facebook'ta bu araştırmada işbirliği yapan yazılım mühendisi yöneticisi Ying Zhang diyor.
"ARROW'u araştırma laboratuvarı fikirlerinden milyarlarca insana hizmet veren gerçek dünya sistemlerine taşımak ve muhtemelen bugün yaşadığımız hizmet kesintilerinin sayısını azaltmak için önümüzde pek çok pratik zorluğun olacağından heyecan duyuyoruz. lif kesintiler İnternet bağlantısını etkiliyor” diyor Zhong. "ARROW'un daha az maliyetle İnternet'imizi arızalara karşı daha dayanıklı hale getirebileceğini umuyoruz."
ELE Zamanları
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsHükümet, Kurulacak Şirketlerden Teklif Alma Teklifini Hazırlıyor Yarıiletken bitkiler
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsCilt Elektroniği için Yüksek İletken ve Elastik Nanomembran
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsYükseltilmiş Taşınabilir 400G Ağ Test Cihazı MT1040A İşlevleri
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsSTMicroelectronics, Yarının Otomotiv Yenilikçileriyle Tanışmak İçin Startup Autobahn'a Ana Ortak Olarak Katılıyor