麻省理工研究團隊正在開發ARROW可重構光纖網絡

廣域網(WAN)已成為全球互聯網的骨幹與主力,作為現代在線服務的基礎,其將橫跨大陸和海洋的數十億台設備彼此連接到了一起。在 COVID-19 大流行期間,無論是機器學習、視頻通話、醫療保健等相關新興負載,都對互聯網帶寬和可用性提出了越來越高的要求。然而現實是,動輒數百英里的光纖網絡,很容易受到各種意外事件的影響而中斷。

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ARROW 是“恢復感知流量工程”的縮寫

好消息是,麻省理工學院(MIT)計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)和 Facebook 的科學家們,剛剛提出了一種可在光纖中斷時為網絡提供保護、且成本相當低廉的 ARROW 系統。

結合特殊的在線算法,ARROW 系統還可根據互聯網的實時流量需求,而提前規劃應對潛在的光纖網絡中斷。

考慮到理論計算的複雜度,研究團隊提出了一種新穎的算法,本質上可視作在光纖上‘波長重配置問題’的抽象,並只將基本信息輸入到‘流量工程問題’中。

然後藉助‘光學恢復方法’,其能夠將光路從被截斷的光纖,轉移到‘替代’的健康光纖,以恢復網絡連接。

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值得一提的是,通過對實時流量的分析考量,這套系統還能夠優化以實現最大的網絡吞吐量。

在大規模模擬與測試平台上,ARROW 在無需部署新光纖的情況下,即可承載 2-2.4 倍的流量,同時保持網絡的高度可靠。

研究一作、MIT 博士后 Zhizhen Zhong 指出:

ARROW 可用於提升服務的可用性,並增強互聯網基礎設施應對光纖截斷的彈性,且革新了我們對故障和網絡管理之間關係的思考方式。

以往的故障,特指確定性事件,意味着我們在過度配置網絡之外,找不到其它應對方案。

不同的是,ARROW 能夠消除或部分恢復一些故障,這改變了我們對網絡管理和流量工程的看法。

最終為重新思考流量工程 / 風險評估系統、以及新興應用程序,開創了一個全新的機遇。

以一個地鐵系統為例,其中某些列車可能偶爾發生故障。此時控制單元希望在考慮所有可能的交通狀況的同時,規劃如何將旅客疏散到替代線路上。

在 ARROW 方案中,當一條光線網路發生故障時,控制單元也可向通信需求方告知最佳替代線路,以最大限度地減少數據傳輸所需的時間、並避免遇到網絡擁塞。

最後,負責這項研究的 MIT 助理教授 Manya Ghobadi 表示,其長期目標是讓大規模計算機網絡變得更加高效、並最終開發出可智能適應數據和應用的新一代網絡。

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