Система лучше распределяет пропускную способность сети для более быстрой загрузки страниц: система более справедливо распределяет пропускную способность центра обработки данных, поэтому ни одна часть веб-страницы не отстает от других

Все чаще каждый из этих компонентов обрабатывается другой программой, работающей на другом сервере в центре обработки данных веб-сайта. Это сокращает время обработки, но обостряет другую проблему: справедливое распределение пропускной способности сети между программами.Многие веб-сайты объединяют все компоненты страницы перед отправкой их пользователю. Таким образом, если только одной программе было выделено слишком мало пропускной способности в сети центра обработки данных, остальная часть страницы — и пользователь — могут застрять в ожидании своего компонента.

На симпозиуме Usenix по проектированию и внедрению сетевых систем на этой неделе исследователи из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) представляют новую систему распределения полосы пропускания в сетях центров обработки данных. При тестировании система поддерживала ту же общую скорость передачи данных — или «пропускную способность» сети, что и те, которые используются в настоящее время, но распределяла полосу пропускания гораздо более справедливо, завершая загрузку всех компонентов страницы в четыре раза быстрее. .«Есть простые способы максимизировать пропускную способность, при которых ресурсы распределяются очень неравномерно», — говорит Хари Балакришнан, профессор электротехники и информатики Fujitsu и один из двух старших авторов статьи, описывающей новую систему. «То, что мы показали, — это способ очень быстро перейти к хорошему распределению».К работе с Балакришнаном присоединились первый автор Джонатан Перри, аспирант в области электротехники и информатики, и Деваврат Шах, профессор электротехники и информатики.

Центральная властьБольшинство сетей регулируют трафик данных с помощью какой-либо версии протокола управления передачей или TCP. Когда трафик становится слишком большим, некоторые пакеты данных не доходят до места назначения. С TCP, когда отправитель понимает, что его пакеты не проходят, он снижает скорость передачи вдвое, а затем медленно увеличивает ее.

По прошествии достаточного времени эта процедура достигнет точки равновесия, при которой пропускная способность сети оптимально распределяется между отправителями.Но в центре обработки данных большого веб-сайта часто не хватает времени. «В сети все меняется так быстро, что это неадекватно, — говорит Перри. «Часто это занимает так много времени, что [скорости передачи] никогда не сходятся, и это безнадежное дело».TCP возлагает всю ответственность за регулирование трафика на конечных пользователей, потому что он был разработан для общедоступного Интернета, который связывает тысячи меньших, независимо принадлежащих и управляемых сетей.

Централизация контроля над такой разросшейся сетью казалась невозможной как с политической, так и с технической точки зрения.Но в центре обработки данных, которым управляет один оператор, и с увеличением скорости как соединений для передачи данных, так и компьютерных процессоров в последнее десятилетие централизованное регулирование стало практичным. Система исследователей CSAIL является централизованной.

Система, получившая название Flowtune, по сути, представляет собой рыночное решение для распределения полосы пропускания. Операторы присваивают разные значения увеличению скорости передачи данных, отправляемых разными программами. Например, удвоение скорости передачи изображения в центре веб-страницы может стоить 50 баллов, в то время как удвоение скорости передачи аналитических данных, которые просматриваются только один или два раза в день, может стоить всего 5 баллов.Спрос и предложение

Как и на любом хорошем рынке, каждое соединение в сети устанавливает «цену» в соответствии со «спросом», то есть в соответствии с объемом данных, которые отправители коллективно хотят отправить по нему. Для каждой пары отправляющих и принимающих компьютеров Flowtune затем вычисляет скорость передачи, которая максимизирует общую «прибыль», или разницу между значением увеличения скорости передачи — 50 баллов для изображения и 5 для аналитических данных — и цена необходимой пропускной способности для всех промежуточных ссылок.Однако максимизация прибыли изменяет спрос по каналам связи, поэтому Flowtune постоянно пересчитывает цены и на этой основе пересчитывает максимальную прибыль, присваивая полученные скорости передачи серверам, отправляющим данные по сети.В документе также описывается новая процедура, разработанная исследователями для распределения вычислений Flowtune по ядрам многоядерного компьютера с целью повышения эффективности.

В экспериментах исследователи сравнили Flowtune с широко используемым вариантом TCP, используя данные из реальных центров обработки данных. В зависимости от набора данных Flowtune выполняла самый медленный 1 процент запросов данных в 9–11 раз быстрее, чем существующая система.

Новости со всего мира