Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
Skip navigation

Google успя да ускори Интернет

Networkworld България - брой 6, 2017 г. / Мрежови технологии
Инженери на Google са разработили алгоритъм, който ускорява преноса на данни чрез основния протокол TCP/IP с до 14%
751 прочитания, 0

Инженери на Google са разработили нов алгоритъм, който ускорява TCP, основният транспортен протокол за Интернет трафика. Те са успели да оптимизират скоростта, с която трафикът се изпраща, така че да не се запушва съществуващите маршрути.

Технологията за ускоряван BBR (Bottleneck Bandwidth and Roundtrip propagation time), отчитаща пропусквателната способност в тесните места и времето за изпращане и обратно връщане на пакета, позволява да бъде намерен най-бързия път от съществуващите, като по този начин се повишава ефективността на управление на трафика при възникване на прекомерно голям трафик в каналите. Google вече използва BBR за ускоряване на трафика към и от YouTube, а през юли компанията осигури достъп до BBR в своята платформа Google Cloud. Компанията твърди, че прилагането на BBR позволява да се ускори и без това добре оптимизирания трафик от YouTube средно с 4%, а в някои страни увеличението на скорости може да достигне 14%.


Опити за ускоряване на TCP

Протоколът TCP е разработен през 70-те години на миналия век в рамките на стека TCP/IP и предвижда разбиване на данните на пакети за последващото им предаване през Интернет. По оценки на учените от Internet Engineering Task Force (IETF) над 90% от IP трафика се пренася днес посредством TCP.

В последните няколко десетилетия усилията редовно се предприемат инициативи за повишаване ефективността на TCP/IP. Много от тях са насочени към управление на претоварването. Протоколът TCP предполага забавяне на преноса на данни при наличие на претоварвания, които се определят чрез наблюдение на броя загубени при преноса пакети.

„В продължение на много години този механизъм работеше сравнително добре, защото неголемите буфери на комутаторите и интернет маршрутизаторите се проектираха така, че да отчитат ниската пропусквателна способност на комуникационните канали“, обясняват в блога си специалистите на Google темата за BBR. Но в днешните среди управлението на препълването на базата на анализа на загубените пакети става неприемливо.

Един от авторите на оригиналния вариант на TCP Ван Якобсън участва активно и в разработката на BBR. Според него само забавянето на преноса на данни при откриване на на загубени пакети явно вече не е достатъчно. Това е твърде малко и корекциите се правят твърде късно.

„При използване на BBR просто стоим и чакаме да възникне проблем (включително загуба на пакети), а в това чакане няма никакъв смисъл, пояснява Якобсън. – Тръбата за преноса се моделира с определена дължина и диаметър и ние определяме какви обеми е способна да пропуска тя.“

Стандарти

BBR непрекъснато оценява пропусквателната способност и времето за прекия и обратен път на трафика по множество маршрути и „знае“ колко време е нужно на данните, за да достигнат крайната точка, ако те се пренасят с определена скорост. При това трафикът се препраща със скорости, с които мрежата може да се справи. Такъв алгоритъм е доста по-ефективен от първоначалния механизъм за контрол на „задръстванията“.

Технологията BBR е съвместима и с алтернативния транспортен протокол QUIC (quick UDP internet connections), който също е разработен от Google и и представен за утвърждаване от IETF в качеството му на стандарт.

Разработката на BBR не е първият опит за ускоряване на TCP. Изследователи от Университета на Северна Каролина се занимават със създаването на един от най-популярните алгоритми за управление на пренатоварванията на базата на анализа на загубите, наречен BIC (binary increase congestion control), а впоследствие – CUBIC. И тук на по-високо ниво се записват измервания, с които се оценява оптималната скорост за преноса на данни при откриване на пренатоварване. Още един популярен алгоритъм за управление на задръстванията е Reno.

Всички тези механизми използват информация за загубените пакети. Според По Якобсън, BBR остава единственият алгоритъм, в който най-добрият маршрут се определя на базата на анализ на скоростта за преминаване на трафика, без да се отчитат сведенията за загубата на пакети.

Реакция на BBR

Старши изследователят от базираната в Цюрих група Networked Systems Group Миря Кюлевинд е ръководител и на групата IETF Transport Area, която се занимава активно с усъвършенстване на TCP. Тя твърди, че разработка на стандарти за транспортирането на данни и тяхното управление отнема немалко време. Опити за усъвършенстване на TCP са правени десетки пъти, но само един вариант е бил стандартизиран, като това е станало преди разработката на BIC и BBR.

„Стандартизирането на общи схеми за управление на пренатоварванията не е лесно, заяви Кюлевинд. – Ако говорим за конкретна компания, която се занимава с разработката и „придвижването“ на стандарта, според мен Google има достатъчно ресурси за тази цел.“ Според нея целта на Google е именно BBR са се превърне в стандарт.

Кюлевинд допълва, че BBR изглежда „доста обещаваща“ технология. Reno и CUBIC са базирани на сходни принципи и показват пренатоварванията чрез анализа на загубените пакети, като последователно намаляват скоростта при откриване на такива места. За определяне на наличието на задръствания в мрежата BBR използва информация за времето за преминаване на пакетите.

Някои клиенти на Google вече са осъзнали предимствата на BBR. Около половин милион сайта в Google Cloud работят днес под управлението на Wordpress. Основателят и технически директор на компанията, предоставяща хостинг услуги за тези сайтове, Джейсън Коен представя резултати от изследвания на Google. Според тях BBR позволява да се увеличи пропусквателната способност до 2700 пъти (!) в сравнение с други средства, базирани на анализа на загубените пакети. Времезакъсненията при опашките са 25 пъти по-малки, добавя той.

Клиентите на платформата Google Cloud могат да се възползват от BBR в автоматичен режим при заявка на някои от облачните услуги на GCP, сред които са Cloud Spanner, BigTable, Storage, CDN и Load Balancing.

Network World


(21.12.2017)

КОМЕНТАРИ

Трябва да сте регистриран потребител, за да коментирате статията
"Google успя да ускори Интернет"



    

© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997 - 2018 съгласно Oбщи условия за ползване | Декларация за поверителност | Политика за бисквитки