Företag hoppas kunna 'programmera' Internet

De flesta datanätverk skulle kunna vara snabbare, mer energieffektiva och säkrare. Men nätverkshårdvara - switchar, routrar och andra enheter - är i princip låst, vilket innebär att nätverksoperatörer inte kan ändra hur de fungerar. Programvara som heter OpenFlow, utvecklad vid Stanford University och University of California, Berkeley, har öppnat en del nätverkshårdvara, vilket gör det möjligt för forskare att programmera om enheter för att utföra nya trick.

Av-brytare : Denna visualisering visar nätverkstrafik när trafikbelastningen är låg och switchar (de stora prickarna) kan stängas av för att spara ström.

Nu har 23 företag, inklusive Google, Facebook, Cisco och Verizon, bildat Open Networking Foundation (ONF) med avsikten att göra öppna och programmerbara nätverk mainstream. Stiftelsen har som mål att sätta OpenFlow och liknande mjukvara i mer hårdvara, etablera standarder som låter olika enheter kommunicera och låta programmerare skriva mjukvara för nätverk som de skulle göra för datorer eller smarta telefoner.

Jag tror att det här är en sann möjlighet att ta Internet till en ny nivå där applikationer kopplas direkt till nätverket, säger Paul McNab, vice vd för datacenterswitching och -tjänster på Cisco.

Datornätverk kanske inte är lika påtagliga som telefoner eller datorer, men de är avgörande: kabel-tv, Wi-Fi, mobiltelefoner, webbhotell, webbsökning, företags e-post och banktjänster är alla beroende av att sådana nätverk fungerar smidigt. . Applikationer som körs på den typ av programmerbara nätverk som ONF föreställer sig skulle kunna strömma HD-video smidigare, tillhandahålla mer pålitlig mobiltjänst, minska energiförbrukningen i datacenter eller till och med fjärrrensa datorer från virus.

Problemet med dagens nätverk, förklarar Nick McKeown , professor i elektroteknik och datavetenskap vid Stanford som hjälpte till att utveckla OpenFlow, är att data flödar genom dem ineffektivt. När data färdas genom ett standardnätverk, bestäms dess väg av switcharna den passerar genom, säger McKeown. Det är lite som ett navigationssystem [i en bil] som försöker ta reda på hur kartan ser ut samtidigt som det försöker hitta vägbeskrivningar till dig, förklarar McKeown.

Med ett programmerbart nätverk, säger han, kan programvara samla in information om nätverket som helhet, så att data färdas mer effektivt. En mer komplett bild av ett nätverk, förklarar Scott Shenker, professor i elektroteknik och datavetenskap vid University of California, Berkeley, är en produkt av två saker: den första är OpenFlow-firmware (mjukvara inbäddad i hårdvara) som kopplar in switcharna och routrar för att läsa tillståndet för hårdvaran och för att dirigera trafik; det andra är ett nätverksoperativsystem som skapar en nätverkskarta och väljer den mest effektiva vägen.

OpenFlow och ett nätverksoperativsystem ger en konsekvent bild av nätverket och gör det på en gång för många applikationer, säger McKeown. Det blir trivialt att hitta nya vägar.

Vissa OpenFlow-forskningsprojekt kräver bara ett par hundra rader kod för att helt förändra datatrafikmönstren i ett nätverk – med dramatiska resultat. I ett projekt, säger McKeown, minskade forskare ett datacenters energiförbrukning med 60 procent helt enkelt genom att omdirigera nätverkstrafik inom centret och stänga av switchar när de inte användes.

Den här typen av forskning har fångat stora företags uppmärksamhet och är en anledning till att ONF bildades. Google är intresserad av att påskynda nätverken som kopplar samman sina datacenter. Dessa datacenter kommunicerar i allmänhet via specificerade vägar, men om en rutt misslyckas måste trafiken dirigeras om, säger Urs Hoelzle, senior vice president of operations på Google. Med hjälp av vanliga routinginstruktioner kan denna process ta 20 minuter. Om Google hade mer kontroll över hur data flödade skulle den kunna omdirigeras inom några sekunder, säger Hoelzle.

Cisco, ett företag som bygger hårdvaran som dirigerar mycket av datan på Internet, ser ONF som ett sätt att hjälpa kunder att bygga bättre internettjänster. Facebook, till exempel, förlitar sig på Cisco-hårdvara för att tillhandahålla statusuppdateringar, meddelanden, bilder och video till hundratals miljoner människor över hela världen. Du kan föreställa dig floden av data, säger McNab.

Framtida ONF-standarder kan låta människor programmera ett nätverk för att få olika typer av prestanda när det behövs, säger McNab. Att bygga in den typen av funktionalitet i Ciscos hårdvara kan göra det mer tilltalande för Internettjänster som måste vara snabba.

Det första målet med ONF är att ta över specifikationerna för OpenFlow, säger McKeown. Som ett forskningsprojekt har OpenFlow funnit framgång på mer än ett dussin campus, men det måste modifieras så att det kan fungera bra på olika företag. Nästa steg är att utveckla lättanvända gränssnitt som låter människor programmera nätverk precis som de skulle programmera en dator eller smart telefon. Det här är ett mycket stort steg för ONF, säger han, eftersom det kan öka antagandet av standarder och påskynda innovation för nätverkstillämpningar. Han säger att processen kan ta två år.

Under tiden kommer företag inklusive Google, Cisco och andra att testa öppna nätverksprotokoll på sina interna nätverk – i huvudsak kommer de att testa en helt ny typ av Internet.

Dölj