Разрывы в оптоволокне больше ни на что не влияют: новый алгоритм предвидит проблемы и решает их сам

Ученые из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (MIT CSAIL) придумали способ сохранить сеть при выходе оптоволокна из строя и снизить затраты на восстановление. Их система, названная ARROW, перенаправляет оптический свет от поврежденного волокна к целому.

Новый алгоритм планирует трафик уже с учетом возможных сбоев и работает в паре с методом оптического восстановления (реконфигурация длины волны), который перемещает свет от отрезанного волокна к «здоровым» для восстановления сетевого подключения. Система также учитывает трафик в реальном времени для оптимизации максимальной пропускной способности сети. Таким образом, с помощью ARROW некоторые сбои могут быть устранены или частично восстановлены.

Дизайн сетевых инфраструктур, как в центрах обработки данных, так и в глобальных сетях, по-прежнему соответствует «модели телефонии», когда инженеры рассматривают физический уровень сетей как статический, без возможности реконфигурации (изменения маршрута, в данном случае света). В результате при всех возможных сценариях сбоя такая сеть становится неэффективной, а ее замена дорогостоящей. 

В традиционных системах сетевые инженеры заранее определяют пропускную способность, обеспечиваемую физическим уровнем сети. Может показаться невозможным изменить топологию сети без физической замены кабелей. Однако световые волны могут быть перенаправлены, и никаких дополнительных подключений не потребуется. Это делает сеть не статическим объектом, а динамической структурой соединений, которая может меняться в зависимости от рабочей нагрузки. 

Представьте себе метро, ​​в котором иногда могут выходить из строя некоторые поезда. Блок управления метрополитеном заранее планирует, как распределить пассажиров по альтернативным маршрутам, чтобы минимизировать время в пути и избежать заторов. Так работает и ARROW: перенаправляет свет по запасному пути и сохраняет при этом высокую пропускную способность и низкие задержки сети.

Это исследование дает первое представление о преимуществах реконфигурации. В будущем технология сможет сделать интернет более устойчивым к сбоям и с меньшими затратами. Конечно, чтобы перенести ARROW от лабораторных идей к реальным системам, которые обслуживают миллиарды людей, предстоит решить еще много практических задач. Но ученые уже начали работать  этом направлении в сотрудничестве с Facebook.