麻省理工学院研究人员成功研制出一款名为Fastpass的新型网络管理系统,研究人员称Fastpass可减少网络出现大面积堵塞时的等待时间。麻省理工学院的研究团队将会在八月中旬召开的ACM数据通信专业组(ACM Special Interest Group on Data Communication)会议上报告其研究结果。

众所周知,在数据中心里,每当有人发出请求时,一些载有信息的数据包就会经过路由器从一个端口传送到另一个端口。而很多人同时发出请求时,这些数据包有可能会积压在路由器里,原因是路由器会将那些来不及处理的包存放在队列中等候处理。


图中显示延迟减少(浅蓝:Fastpass,浅红:参考系统)

而Fastpass的系统核心就是一个被称之为“仲裁”(arbiter)的中央服务器。麻省理工学院研究人员表示,每当路由器或其他一些网络节点(如交换机或网桥等)收到用户请求需要发数据时,就会首先将请求发给“仲裁”。“仲裁”的角色有点像个管理所有网络节点和请求的监督员。由于“仲裁”知道网络系统的状况,所以可以根据一些可行的时隙分配和路径分配算法确定最佳的网络路径和发送数据的最佳时间,以防止数据包在网络内的积压。

摘录麻省理工学院研究文章的一段,从技术角度介绍了Fastpass系统:

端点与“仲裁”之间的通信采用Fastpass控制协议(FCP)。FCP协议属于可靠性协议,用于传达端点发给“仲裁”的请求以及将“仲裁”分配的时隙和路径传达给请求的发送者。FCP必须在相互冲突的要求之间找到平衡:包括尽量小地消耗网络带宽、实现低延迟和在不中断端点的通信的前提下处理数据包的丢失和“仲裁”失效的情况。FCP的可靠性采用超时和集中请求(Aggregate demands)的ACK(确认)机制。端点将超过几微秒内的分配请求集中在一个数据包里发给“仲裁”。这样集中发请求数据包后可以降低请求的开销,继而有限度地降低在“仲裁”端的等待时间。——麻省理工学院

据悉,麻省理工学院研究团队在Facebook数据中心测试过Fastpass,结果发现路由器的平均队列长度减少了99.6%。即使在网络繁忙期间,使用Fastpass后也可以将发送请求与收到回应的时间从3.56(微秒)降到0.23微秒。

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