TCP-INT: تله متری شبکه سبک اینتل دید و کنترل بارهای کاری TCP را بهبود می بخشد

© شرکت اینتل. اینتل، لوگوی اینتل و سایر علائم اینتل علائم تجاری Intel Corporation یا شرکت های تابعه آن هستند. نام ها و مارک های دیگر ممکن است به عنوان دارایی دیگران ادعا شود.

برای دریافت کد میزبان پایانی TCP-INT و نحوه شروع استفاده از TCP-INT https://github.com/p4lang/p4app-TCP-INT، از فضای GitHub به زبان P4 دیدن کنید. در اینجا می‌توانید درباره جزئیات مهم طراحی مانند قالب فعلی هدر گزینه TCP و تعاملات با TSO و GRO، نحوه به حداقل رساندن تأثیر عملکرد توسط خط‌مشی برچسب‌گذاری تطبیقی ​​INT بیاموزید.

هزینه ها و نتایج شما ممکن است متفاوت باشد.

ادغام هسته TCP-INT این تله متری فابریک را با وضعیت TCP محلی مانند: آدرس ها و پورت های IP src/dst، مهر زمانی رسیدن، اطلاعات تراکم تراکم TCP مانند زمان رفت و برگشت (RTT)، بسته های داخل پرواز مرتبط و غنی می کند. ، بسته ها را رها کرد و ارسال مجدد کرد. این قابلیت دید بی‌نظیر و بی‌درنگ را در عملکرد سرتاسر زیرساخت فراهم می‌کند.

چگونه کار می کند

فناوری‌های اینتل ممکن است به فعال‌سازی سخت‌افزار، نرم‌افزار یا سرویس نیاز داشته باشند.

TCP-INT: تله متری شبکه سبک وزن اینتل دید و کنترل را برای بارهای کاری TCP بهبود می بخشد، ابتدا در Intel Tech در Medium منتشر شد، جایی که مردم با برجسته کردن و پاسخ دادن به این داستان به گفتگو ادامه می دهند.

منبع

در اجلاس جهانی پروژه محاسبات باز (OCP) به ما بپیوندید، جایی که فناوری TCP-INT اینتل را نشان می‌دهیم که در خوشه‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده NVMe دیده می‌شود و TCP-INT را به نرم‌افزار تحلیل شبکه Intel® Deep Insight صادر می‌کنیم. غرفه OCP اینتل A12 است، کیوسک دمو شماره 2. OCP از 18 اکتبر تا 20 اکتبر 2022 در مرکز کنفرانس مک انری در سن خوزه، کالیفرنیا، ایالات متحده برگزار می شود.

اطلاعیه ها و سلب مسئولیت

شکل 2. نرم افزار تجزیه و تحلیل شبکه Intel® Deep Insight در زیر

نشست جهانی OCP

ما راه حل جدیدی را به جامعه لینوکس معرفی می کنیم، TCP-INT، یک تله متری درون باند سبک وزن برای دید e2e و کنترل حلقه بسته بارهای کاری TCP در مراکز داده.

تله متری برای کنترل

فن آوری

سیمون واس، مهندس کارکنان و جئونگکون لی، مهندس اصلی ارشد

پس از توسعه مجموعه‌ای از فناوری‌های INT، چندین الزام کلیدی برای تکامل INT شناسایی کردیم تا کنترل حلقه بسته مسائل شبکه مانند تراکم و عدم تعادل بار شبکه را در مقیاس زمانی 10 ثانیه میکروثانیه فعال کنیم. اول، باید باشد سبک وزن، به حداقل رساندن سربار بایت های اضافی روی بسته های داده و پردازش بلادرنگ داده های تله متری هر بسته. دوم، تله متری پارچه باید باشد یکپارچه با میزبان های پایانی برای ارائه کنترل حلقه بسته در چارچوب زمانی یک شبکه رفت و برگشت. ادغام تله متری شبکه با پشته میزبان همچنین گزارش کاربردی داده های تله متری را قادر می سازد، گزارش تله متری و سربار پردازش را در سیستم نظارت به حداقل می رساند. بالاخره باید باشد قابل انعطاف; برای بهینه سازی برای طراحی های مختلف مرکز داده، بار کاری و مسائل شبکه، راه حل باید به راحتی برای پشتیبانی از معیارهای مختلف و در عین حال حذف اطلاعات اضافی سازگار شود.

ویژگی های کلیدی TCP-INT

TCP-INT فرصت های زیادی را برای بهبود عملکرد و کارایی مرکز داده باز می کند، از جمله:

1. تشریح تأخیر انتها به انتها: ترکیب غنی فابریک و تله متری میزبان به اپراتورها اجازه می دهد تا گلوگاه را به سرعت در سراسر زیرساخت از برنامه تا هسته TCP، NIC/IPU یا پارچه سوئیچینگ مشخص کنند.
2. سیگنال تراکم دقیق: TCP-INT سیگنال دقیق و مختصری از صف تراکم و در دسترس بودن پهنای باند لینک تنگنا ارائه می دهد. بر خلاف حدس‌های اکتشافی که توسط الگوریتم‌های کنترل ازدحام امروزی با استفاده از سیگنال‌های درشت دانه مانند RTT، افت بسته یا ECN 1 بیتی (اعلان صریح تراکم) انجام می‌شود، این امکان واکنش سریع و قاطع را به ازدحام شبکه و پهنای باند موجود می‌دهد.
3. با تله متری فابریک موجود در پشته میزبان، برنامه های کاربردی در حال اجرا بر روی هاست یا IPU می توانند مستقیماً به تله متری e2e دسترسی داشته باشند و از آن برای تنظیم سریع رفتار برنامه از طریق زمان بندی یا کنترل پذیرش استفاده کنند.

چگونه از آن استفاده کنیم؟

TCP-INT بدون توجه به اندازه شبکه، با جمع‌آوری معیارهای کلیدی (مثلاً حداکثر یا حداقل) در کل مسیر برای یک جریان TCP معین، سبک و اندازه ثابت می‌ماند. برخلاف INT سنتی که پشته سرصفحه ای را جمع می کند که در آن هر سوئیچ داده های بیشتری را اضافه می کند. تجمع حداکثر/دقیقه تراکم بحرانی و اطلاعات منابع مربوط به “بدترین” نقطه گلوگاه در مسیر e2e را فراهم می کند.

ما از قابلیت برنامه ریزی P4 و eBPF برای پیاده سازی TCP-INT روی سوئیچ ها و میزبان های پایانی استفاده می کنیم. قابلیت برنامه ریزی همراه با طراحی سبک TCP-INT باعث می شود که معیارهای جمع آوری شده از هاست ها و سوئیچ ها برای نیازهای خاص هر مرکز داده سفارشی شوند. برخی از معیارهایی که نسخه فعلی TCP-INT در سرصفحه گزینه TCP دارد عبارتند از:

• حداکثر عمق صف
• حداکثر استفاده از پهنای باند (یا حداقل پهنای باند موجود)
• مجموع تاخیرهای سوئیچ
• شناسه Hop بدترین نقطه گلوگاه را تغییر دهید
• پژواک معیارهای بالا

اینتل در ارائه فناوری های تله متری شبکه در سطح بسته مانند تله متری شبکه درون باند (INT) پیشرو بوده است. INT شکلی از تله متری بسته است که برای ابزار و ردیابی بسته های داده تولید توسعه یافته است. قدرت INT این است که بر خلاف تکنیک های خارج از باند مانند پینگ ICMP یا اتصالات پروب جداگانه، INT همان مسیریابی و تصمیمات متعادل کننده بار، صف بندی و تأخیر در سراسر شبکه را مانند بسته های داده تولید تجربه می کند.

مراکز داده امروزی، حجم کاری چالش برانگیز را ارائه می کنند، مانند ریزسرویس ها، آموزش هوش مصنوعی و ذخیره سازی تفکیک شده. در این محیط، شبکه نقش مهمی در عملکرد آن بارهای کاری ایفا می کند و در عین حال پهنای باند بالا و تاخیر کم را ارائه می دهد. مشاهده عمیق عملکرد شبکه برای شناسایی مشکلات و رسیدگی فوری به آنها ضروری است.

در این شکل مختصر، TCP-INT در هدر گزینه‌های TCP قرار می‌گیرد و مستقیماً به پشته TCP میزبان پایانی ارائه می‌شود، وضعیت TCP محلی را با بافت شبکه بدون نیاز به پشتیبانی پروتکل شبکه جدید و حفظ قابلیت همکاری با سیستم‌های قدیمی یکپارچه می‌کند.

هیچ محصول یا جزء نمی تواند کاملاً ایمن باشد.

هنگامی که بر روی میزبان های لینوکس یا پشته شبکه IPU مستقر می شود، میزبان منبع گزینه TCP-INT TCP را به سرفصل های TCP جریان های برنامه انتخاب شده توسط کاربر اضافه می کند. هر سوئیچ در مسیر، معیارهای هدر ورودی را با وضعیت محلی فعلی‌اش مقایسه می‌کند و در صورت وجود شرایط «بدتر» در مقایسه با پرش‌های قبلی، معیارهای هدر را به‌طور مشروط به‌روزرسانی می‌کند.

میزبان مقصد، تله متری فابریک را با اطلاعات سوکت محلی خود ذخیره می کند و آن را در فیلدهای پاسخ اکو در هدر TCP-INT بسته ACK خروجی بعدی می نویسد. سوئیچ‌ها فیلدهای سرصفحه خروجی TCP-INT را به‌روزرسانی می‌کنند، اما فیلدهای «پژواک پاسخ» را به‌روزرسانی نمی‌کنند، بنابراین وقتی میزبان منبع داده‌های برگشتی را دریافت می‌کند، حاوی تله متری فابریک برای هر دو جهت است.

عملیات میزبان مبدا و مقصد را می توان به طور همزمان در یک مکالمه TCP دو طرفه انجام داد. میزبان منبع می‌تواند مستقیماً از اطلاعات برای کنترل حلقه بسته استفاده کند، آن را به برنامه‌های فضای کاربر ارسال کند یا برای تجسم و تجزیه و تحلیل در سطح شبکه به سیستم نظارت ارسال کند.

موارد استفاده کنید

برای ادغام آسان با راه‌حل‌های نظارتی موجود، ما یک تعریف protobuf و نمونه برنامه پخش جریان gRPC را برای صادرات تله متری پارچه و اطلاعات کلید TCP قرار می‌دهیم. امروزه یکی از مصرف‌کنندگان تله‌متری جریان TCP-INT، نرم‌افزار تحلیل شبکه Intel Deep Insight است که دید دقیق و سرتاسری را برای تعیین دقیق زمان و مکان بروز مشکلات شبکه ارائه می‌دهد (شکل 2 را ببینید).