211service.com
Programvarurouter slår hastighetsrekord
Forskare i Sydkorea har byggt en nätverksrouter som överför data med rekordhastigheter från komponenter som finns i de flesta avancerade stationära datorer. Ett team från Korea Advanced Institute of Science and Technology skapade routern, som överför data med nästan 40 gigabit per sekund – många gånger snabbare än det tidigare rekordet för en sådan enhet.
Teknikerna som forskarna använder kan leda till ett antal genombrott, inklusive användningen av billigare råvaruchips, som de som tillverkas av Intel och Nvidia, i högpresterande routrar, istället för skräddarsydd hårdvara. Mjukvaran som utvecklats av forskarna kan också fungera som en testbädd för nya nätverksprotokoll som så småningom kan ersätta de decennier gamla som Internet för närvarande körs på.
De flesta routrar använder anpassad hårdvara för att dirigera data när den passerar mellan datornätverk. Programvaruroutrar utför samma uppgifter med hjälp av råvaruhårdvara - genom att efterlikna beteendet hos en hårdvarurouter i mjukvara. Kommersiella mjukvaruroutrar från företag som t.ex Vyatta kan vanligtvis bara överföra data med hastigheter på upp till tre gigabit per sekund. Det är inte tillräckligt snabbt för att dra fördel av den fulla hastigheten på ett typiskt nätverkskort, som fungerar med 10 gigabit per sekund.
Vi började med det ödmjuka målet att vara först med att få en PC-router till 10 [gigabit per sekund], men vi flyttade upp det till 40, säger Sue Moon , ledare för labbet där forskningen utfördes. Hennes elever Sangjin Han och Keon Jang utvecklade mjukvara som heter PacketShader som gjorde detta möjligt. PacketShader använder en dators grafikprocessor (GPU) för att hjälpa till att bearbeta datapaket som skickas över ett nätverk.
Moderna routrar är sällan dumma switchar längre. De uppmanas ofta att manipulera paket på ett antal olika sätt när de passerar. GPU:er är idealiska för detta ändamål eftersom de kan behandla data parallellt, vilket innebär att de kan hantera flera datapaket samtidigt. Enligt Moon är en GPU mycket snabbare på att hantera vissa paketbearbetningsuppgifter, som att autentisera eller kryptera alla paket i en ström. När GPU:n tar över dessa uppgifter ger den den centrala processorenheten (CPU) andrum för att hantera andra saker som är mer seriella till sin natur, sådan bearbetning av flera paket i sin tur för att upptäcka försök att bryta sig in i ett nätverk.
Mark Handley, professor i nätverkssystem vid University College London, påpekar att för grundläggande vidarebefordran av paket, som sannolikt inte kommer att överväldiga en dators CPU, finns det ingen fördel med att fästa GPU:n på systemet. Han håller dock med om att GPU:n är mycket väl lämpad för att kryptera eller autentisera paket.
Gianluca Iannaccone, en ingenjör på Intel Labs Berkeley som är bekant med PacketShader, säger att det kan minska antalet fysiska maskiner som behövs för att utgöra en terabit-per-sekund mjukvarurouter till en tredjedel av vad hans forskning tidigare har visat skulle krävas.
En terabit är ingångspunkten för routrar av företagsklass – routrarna i kärnan av Internet, säger Iannaccone. Hans arbete på ett system som heter RouteBricks pekar på en framtid där routrar inte är den specialiserade hårdvara de är nu, utan istället fungerar som programvara som körs på pooler av servrar. Slå ihop tillräckligt många programvaruroutrar som körs med 40 gigabit per sekund, och du får vad som i huvudsak är en en-terabit-router. Med ett sådant system kan routrar en dag köras helt i mjukvara.
Vi kan förvänta oss mördande appar av detta, säger KyoungSoo Park, en annan professor vid Korea Advanced Institute of Science and Technology som var involverad i projektet. Du kan bygga ett intressant paket- eller nätverkshanteringssystem ovanpå en PC-baserad mjukvarurouter som inte kan implementeras med en hårdvarurouter. I slutändan kan du experimentera med nya protokoll som inte används i dagens Internet.