MIT全新路由器芯片：用算法拯救數(shù)據(jù)中心

本文作者：亞萌

2016-08-24 15:40

導語：網(wǎng)速和流量管理，是大型數(shù)據(jù)中心不可調(diào)和的兩面，但是MIT做到了。

家里的網(wǎng)速卡了，你可以把路由器的插頭拔掉，歇一會，再插上，這樣網(wǎng)速就會好一些。

但是成千上萬的人的手機連接著的大型數(shù)據(jù)中心，可不能這么干。它就相當于一個巨型的路由器，一旦流量堵住了，后果不堪設想：數(shù)據(jù)丟失、請求時間超時、工作無法完成。

所以，數(shù)據(jù)中心保證網(wǎng)絡速度是一等一的大事。但是，另一個方面，數(shù)據(jù)中心也需要“流量管理”，即進行流量的管控，保證用戶之間平等合理的帶寬分配。

比如一個終端用戶在下載一個高清晰度的視頻，但同時另外一個用戶要下載一個相對較小的文本文件，那么數(shù)據(jù)中心就需要保證前者不會過多擠占后者的流量，保證兩者都有合理的最小數(shù)據(jù)傳輸速率。

然而終端用戶使用流量的情況一直都在發(fā)生變化，那么“流量管理”的方式也要發(fā)生改變。這就要求數(shù)據(jù)中心的“可適應性”，即數(shù)據(jù)中心的路由器都是可以進行編程的。

但是，網(wǎng)速和可編程是路由器不可調(diào)和的兩面。MIT的電氣工程與計算機科學教授Hari Balakrishnan說道：

“其實可編程的路由器之前就可以實現(xiàn)了，不過沒有廠商愿意應用，因為這會讓速度降低10-100倍?！?nbsp;

所以為了保證速度，數(shù)據(jù)中心使用的是固定的流量管理算法，這種算法與路由器的硬件構(gòu)造一一對應，這就意味著如果要使用新的算法，那么也得使用新的路由器硬件。所以，流量管理的算法更新成本很大。

如今，MIT CSAIL實驗室的研究人員們試圖改變這一現(xiàn)狀，他們提出一種新的路由器構(gòu)想，在保證網(wǎng)速的情況下，為數(shù)據(jù)中心提供更具適應性的流量管理。

本周，他們發(fā)表了兩篇論文，詳細介紹了兼顧路由器“網(wǎng)速和可編程”的關鍵方法：一種全新構(gòu)造的路由器芯片。這兩篇論文的第一作者都是Anirudh Sivaraman，他是MIT的一位電子工程碩士生。

傳統(tǒng)的流量管理算法是十分復雜的，試圖對每一種網(wǎng)絡流量分門別類，然后根據(jù)不同的情況確定優(yōu)先級。Sivaraman使用簡單的電路元件來執(zhí)行基本的操作，通過不同的組和，來實現(xiàn)復雜的算法運行，而且這些元件在芯片上也不會占用很多空間。

比如，芯片中的一個元件讓工程師追蹤運行總和，同時另一個元件安排數(shù)據(jù)包調(diào)度。這可以讓工程師們快速改變電路元件處理數(shù)據(jù)的方式，從而實時應對不同的網(wǎng)絡狀況。

這兩篇論文里，提供了7種不同的元件組合類型，它們的復雜程度依次遞增。有些流量管理只需要最簡單的算法，相應地使用最簡單的元件組合就行。但是就算是其中最復雜的元件組合，也只是占一個路由器芯片4%的空間。

研究人員建立了一個編譯器來測試這7種元件組合類型，如果某一種算法不能編譯，或者需要更多的元件數(shù)量，那么他們就會增加更多的復雜元件進去。這就像是一個調(diào)色盤，組合、添加，然后得到你想要的算法。

網(wǎng)速和流量管理，不可調(diào)和