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CloudFabric智能無損數據中心網絡助力運營商ICT智能升級

http://www.ocrv.icu ( 2019/7/17 21:29 )

數據中心正在從云時代邁入AI時代。運營商ICT也需要順應時代做數字化轉型和智能升級。在AI時代,承載數據的存儲介質和生產數據的計算能力都有了突飛猛進的提升,對網絡也提出了新挑戰。

首先,存儲介質從HDD(Hard Disk Drive)機械硬盤演進到SSD(Solid State Disk)閃存盤,實現了數據的實時存取,介質時延降低了100倍。計算單元從CPU發展到了GPU圖形處理器,未來還會向專用的ASIC芯片發展,計算能力提升100多倍。隨著IT設備性能的提升,傳統以太的TCP/IP協議無法滿足性能的要求。TCP/IP協議棧在接收和發送報文時會有數十微秒的時延,同時還會占用大量CPU負載,成為了系統的瓶頸。

為了解決這個問題,業界逐漸出現了RDMA協議(Remote Directory Memory Access,遠程直接數據存取)替代傳統的TCP/IP協議。該協議相比TCP/IP協議最大的優勢在于應用可以直接讀寫網卡,大大減少了協議處理時間,并減少了對CPU資源的占用。但RDMA協議對丟包異常敏感,網絡1‰的丟包就會造成RDMA的吞吐下降30%。RDMA協議對網絡丟包提出了很高的要求。

傳統以太網傳輸RDMA時丟失1‰的數據,分布式系統的處理性能下降約30%

其次,為了最大化發揮每個IT設備的能力,IT系統逐漸采用分布式架構。分布式系統通常采用MAP/REDUCE過程。在MAP階段,把一個大的計算任務分解為多個子任務,每個子任務分發給計算節點處理;在REDUCE階段,搜集多個計算節點的處理結果,進行匯總。如此循環往復。REDUCE階段的算法形成了“多打一”的網絡流量模型。這會瞬間加劇網絡擁塞,造成擁塞丟包。傳統以太的傳輸機制采用包容的丟包重傳機制,時延高達數秒,占到全部網絡時延的99%以上,嚴重限制了網絡時延的提升。

IT系統對網絡提出了0丟包、微秒級低時延的巨大挑戰。華為CloudFabric智能無損數據中心網絡完美解決了這些問題。

CloudFabric采用全球首個內嵌AI智能芯片的CloudEngine數據中心交換機,基于CLOS組網模型構建Spine-Leaf兩級智能架構:邊緣網絡級智能和核心計算級智能,打造業界首個“0丟包、低時延、高吞吐”的智能無損數據中心網絡。

邊緣網絡級智能采用獨創擁塞調度算法:動態擁塞水線(動態ECN)、虛擬輸入隊列(VIQ)和快速擁塞反饋(Fast CNP),實現定時獲取流量特征、網絡狀態實時監測和動態基線智能調整。

核心計算級智能采用華為獨創iLossless智能無損算法使能以太網0丟包、低時延、高吞吐。該算法采用逐流業務感知,不僅可以感知網絡的PFC幀數、隊列出口利用率等,還可以感知業務的AI訓練、高性能數據庫等。交換機內嵌的AI芯片對獲取到的百萬條流和上萬個隊列進行深度神經網絡計算,實現業務流與隊列的智能最優匹配。

iLosslessTM 智能無損交換算法

CloudEngine 16800內嵌的高性能AI智能芯片,一顆AI芯片的算力相當于25臺雙路高性能CPU服務器,為iLossless算法提供了最佳運行平臺,100%發揮AI算力和存儲效率。此外,CloudEngine 16800還是業界最高性能數據中心交換機。一臺交換機的性能相當于業界交換機性能的5倍,滿足未來6年5倍以上流量增長。同時,CloudEngine 16800非常節能環保,單比特功耗相比業界下降50%。

CloudFabric這些優秀的特點,得到了ENTAC、Tolly和Interop等權威第三方的肯定。

ENTAC聯合創始人Carsten Rossenhoeve評價“華為的CloudFabric在HPC場景,所有的測試模型下均實現了0丟包,同時計算時間比傳統以太網最高可以縮短44.3%,同時EANTC發現,在流量模型越復雜的情況下,優化效率越高,平均可優化40%。”

Tolly測試中,CloudFabric在AI訓練、HPC高性能計算和分布式存儲這三個場景的性能都優于業界水平30%左右。

Tolly Group測試:HPC(高性能計算)場景,部署CloudFabric后,任務完成效率比業界高30%

Tolly Group測試:分布式存儲場景,部署CloudFabric后,存儲性能比業界高30%

Tolly Group測試:AI訓練場景,部署CloudFabric后,AI訓練效率比業界高27%

CloudFabric還獲得了Interop金獎的肯定。

人類邁入AI時代的步伐正在加快。華為CloudFabric智能無損數據中心網絡解決方案將助力運營商ICT智能升級,為運營商在AI時代的業務創新探索提供助益。

   來源:C114通信網

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