de.wedoany.com-Bericht: Amazon hat kürzlich bekannt gegeben, dass die von ihm entwickelte Netzwerktopologie-Architektur „Resilient Network Graphs“ (RNG) bereits eingesetzt wird. Im Vergleich zu herkömmlichen hierarchischen Netzwerkdesigns verbessert diese Architektur die Leistung um etwa ein Drittel und die Energieeffizienz um bis zu 40 %.
Diese neuartige Architektur basiert auf der Theorie zufälliger Graphen. Herkömmliche Rechenzentrumsnetzwerke verwenden eine baumartige hierarchische Struktur, ähnlich einem Organigramm. Daten müssen entlang der „Befehlskette“ nach oben gemeldet und dann nach unten weitergegeben werden, was an Knotenpunkten leicht zu Engpässen führen kann, während andere Verbindungen ungenutzt bleiben. Matt Rehder, Vice President für globale Netzwerke bei AWS, erklärte, dass Amazon in den letzten Jahren daran geforscht habe, die praktische Anwendbarkeit von Netzwerktopologien auf Basis zufälliger Graphen zu lösen.
Die akademische Welt hatte das Konzept der Netzwerktopologie auf Basis zufälliger Graphen bereits 2012 vorgeschlagen, doch die damaligen Entwürfe wiesen Mängel auf. Ein Ansatz namens „Jellyfish“ stützte sich auf eine vollständig zufällige Graphenstruktur und trennte die Router von den Server-Racks, um sie zentral zu platzieren. Dies erhöhte jedoch die Latenz zwischen den Servern innerhalb eines Racks, führte zu komplexen Routing-Regeln und chaotischer Verkabelung, was eine großflächige Produktionsbereitstellung erschwerte.
Inspiriert von anderen akademischen Forschungen gelang es Amazon, eine zufällige Netzwerktopologie zu realisieren, indem das Netzwerk nicht vollständig zufällig gestaltet wurde. RNG verwendet eine flache Graphenstruktur und nutzt ein optisches Gerät namens Shufflebox, um die Verbindungen zwischen Routern zu mischen. Dieses Gerät randomisiert die Ports der eingehenden Glasfasern. Darüber hinaus ist der Routing-Algorithmus Spraypoint für die Identifizierung von Knotenpfaden verantwortlich. Vor drei Jahren starteten der Amazon-Wissenschaftler Seshadhri Comandur und Professor Ratul Mahajan von der University of Washington durch interne Kommunikation die entsprechende Forschung. Mit Unterstützung von Kollegen wie dem leitenden angewandten Wissenschaftler Giacomo Bernardi wurde AWS zum ersten Unternehmen, das ein flaches Rechenzentrumsnetzwerk in großem Maßstab einsetzte.
Intern wurde RNG zunächst „Penrose“ genannt, da das ursprüngliche Design Penrose-Parkettierungen beinhaltete. Später wurde es in „Resilient Network Graphs“ umbenannt. Die Architektur wurde bereits in Rechenzentren in Irland, Deutschland und Spanien eingesetzt und soll bis Ende dieses Jahres die meisten Rechenzentren des Unternehmens abdecken. RNG wird im Netzwerk der AWS-Kern-Datenbankserver eingesetzt, während die Hardware für maschinelles Lernen das UltraServer-Netzwerk des Unternehmens nutzt, da dessen Arbeitslasten die volle Bandbreite benötigen. Matt Rehder wies darauf hin, dass das Kernservernetzwerk effektiver überbucht werden könne. Amazon erwartet, dass diese Technologie den Kunden eine bessere Leistung und Zuverlässigkeit bietet, gleichzeitig Milliarden von Dollar an Hardwarekosten einspart und den CO2-Ausstoß reduziert.
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