Loko：小型网络中的可预测延迟
在传统的网络运营中，我们一直遵循着“好、快、便宜——只能选两个”的原则。然而，慕尼黑工业大学和维也纳大学的同事们最近进行的一项项目表明，严格的延迟保证可以通过低成本（< $100）、低容量且最重要的是基于软件的网络设备来实现。在他们的论文《Loko：小型网络中的可预测延迟》中，他们在CONEXT’19会议上提出了这一观点，探讨了飞机、汽车或工业生产场所等关键环境中的网络。这些环境通常具有特定的约束（例如，需要时间敏感的控制回路），并且它们的工作负载通常具有特定的特征，由到达需求的速率和突发性定义（例如，工业制造场所中执行器与控制器之间的网络连接）。他们认为，尽管这些网络通常规模较小，但它们仍然可以从新兴的灵活通信技术中受益：可编程性可以提供比依赖专用硬件以实现确定性保证的专有解决方案（如Profibus或CAN）更快和更精细的控制。他们展示了低成本的可编程设备为在这些环境中确保可预测性能提供了巨大的机会：不是由于它们的简单和低成本设计，而是因为这种设计。
Loko系统的设计
项目的主要成果是设计、实施和评估了Loko系统，这是一个基于上述见解的系统，它为基于低成本可编程交换机的网络提供端到端延迟保证。它依赖于基于测量的方法来推导出准确的每跳延迟。Loko系统利用了低成本可编程设备的简单性和开放架构，这些设备通常运行在单线程的操作系统免的包处理循环中，而昂贵的设备，如运营商级交换机，通常依赖于多核架构和具有复杂调度器和优化的操作系统，这使得难以制定模型：可预测性的先决条件。
Loko系统的优势
除了架构的简单性之外，低成本可编程交换机通常基于开放架构，这与高端交换机的架构形成对比，高端交换机的架构通常被视为黑盒。正如他们的论文所示，这允许网络解决方案工程师推导出基本基准维度。这种方法还得到了这样一个事实的支持，即工业应用通常对带宽（高达数百千比特每秒）和延迟保证（以毫秒为单位）施加了宽松的要求，这些要求可以通过低容量硬件实现。Loko系统通过其基于测量的方法，能够提供比传统网络设备更精确的延迟保证，同时保持了低成本和低容量的特点。
对运维/网络工程师的实际意义
对于运维和网络工程师来说，Loko系统的实际意义在于，它提供了一种新的方法来确保关键环境中的网络性能。通过使用低成本、可编程的设备，工程师可以构建出既经济又可靠的网络解决方案，这些解决方案能够满足时间敏感的应用需求。此外，Loko系统的开放性和可编程性使得网络工程师能够根据具体需求定制网络配置，从而提高网络效率和可靠性。
总结：Loko系统通过利用低成本、可编程的网络设备，为小型网络提供了可预测的延迟保证，这对于需要高可靠性和时间敏感性的关键环境至关重要。这一技术的应用为运维和网络工程师提供了一种新的解决方案，以实现高效、经济且可靠的网络性能。
原文: APNIC Blog（2020-02-24）｜编译自 APNIC Blog，事实以原文为准。
来源：APNIC Blog