Bagaimana Cara Memantau Lalu Lintas Jaringan Lebih Efisien
Dalam jaringan data hari ini, analisa lalu lintas - menentukan tautan mana yang semakin padat dan mengapa - biasanya dilakukan oleh komputer di ujng jaringan. Aktivitas ini bertujuan untuk mencoba menyimpulkan keadaan jaringan dari paket data yang berbeda hingga sampai pada tujuan. Ada sebuah cara memantau jaringan yang lebih efisien.
Jika router di dalam jaringan dapat melaporkan keadaan mereka sendiri, analisis jaringan akan jauh lebih tepat dan efisien. Ini akan mendukung operator jaringan dalam mengatasi masalah dengan lebih cepat. Untuk itu, produsen router telah mulai melengkapi router mereka dengan counter yang dapat melaporkan jumlah paket data yang telah diproses router dalam interval waktu tertentu.
Tapi jumlah hitungan mentah yang sangat berguna, dan memberi router pemantau sirkuit khusus untuk setiap pengukuran baru yang mungkin ingin dilakukan oleh operator merupakan hal yang kurang praktis. Alternatifnya adalah, router mengirimkan paket data ke server luar untuk analisis yang lebih kompleks. Namun teknik tersebut tidak dapat berjalan dengan baik. Sebuah data center dengan 100.000 server, misalnya, mungkin memerlukan 40.000 sampai 50.000 server lainnya untuk mendukung aliran data router.
Periset di MIT, Cisco Systems, dan Barefoot Networks telah menemukan pendekatan baru untuk pemantauan jaringan. Cara memantau jaringan terbaru ini memberikan fleksibilitas dalam pengumpulan data sekaligus menjaga kompleksitas rangkaian router dan jumlah server analitik eksternal tetap rendah. Mereka menggambarkan pekerjaan di sebuah makalah yang mereka presentasikan minggu ini di konferensi tahunan Asosiasi untuk Kelompok Minat Khusus untuk Komunikasi Data.
Dijuluki Marple, sistem ini terdiri dari bahasa pemrograman yang memungkinkan operator jaringan menentukan berbagai tugas pemantauan jaringan dan sekumpulan elemen rangkaian sederhana yang dapat menjalankan tugas yang ditentukan dalam bahasa. Simulasi menggunakan statistik lalu lintas data aktual menunjukkan bahwa, dalam setting pusat data, Marple hanya memerlukan satu server analisis lalu lintas untuk setiap 40 atau 50 server aplikasi.
"Ada gerakan besar untuk membuat router diprogram dan membuat perangkat keras itu sendiri dapat diprogram," kata Mohammad Alizadeh, Asisten Asisten Pengembangan Karir TIBCO tentang Teknik Elektro dan Ilmu Komputer di MIT dan seorang penulis senior di koran tersebut. "Jadi kami benar-benar termotivasi untuk memikirkan apa artinya ini untuk pemantauan dan pengukuran kinerja jaringan. Apa yang ingin saya dapat program ke router untuk membuat tugas operator jaringan lebih mudah?
"Kami menyadari bahwa akan sangat sulit untuk mencoba memikirkannya dengan memilih beberapa pengukuran primitif atau algoritma yang kami ketahui dan katakan, inilah modul yang memungkinkan Anda melakukan ini, inilah modul yang memungkinkan Anda melakukan lakukan itu. Akan sulit untuk mendapatkan sesuatu dan umum dalam menggunakan pendekatan itu. "
Sebagai gantinya, Alizadeh dan kolaboratornya merancang bahasa Marple dan sirkuit yang dibutuhkan untuk menerapkan kueri Marple. Dengan satu mata pada fleksibilitas bahasa yang ekspresif dan yang lainnya mengenai kompleksitas sirkuit yang dibutuhkan untuk menyadari fleksibilitas itu.
Gagasan di balik Marple adalah melakukan banyak analisis pada router itu sendiri mungkin tanpa menyebabkan penundaan jaringan. Kemudian, Marple mengirim statistik ringkasan server eksternal daripada data paket mentah. Hal ini memberikan penghematan besar pada bandwidth dan waktu pemrosesan.
Marple dirancang untuk secara individual memonitor transmisi setiap komputer yang mengirimkan data melalui router. Masalahnya adalah bahwa router secara umum hanya memiliki memori untuk menyimpan statistik hanya pada 64.000 sambungan atau lebih.
Marple memecahkan masalah ini melalui variasi teknik sains komputer umum caching. Dimana data yang sering digunakan disimpan dekat dengan unit pemrosesan untuk akses yang efisien.
Setiap router memiliki cache yang menyimpan statistik pada paket data yang dilihat dari beberapa jumlah pengirim tetap - misalnya, 64.000. Jika temboloknya penuh, dan ia menerima paket dari pengirim lain - nomor 64.001 - ia hanya menendang data yang terkait dengan salah satu dari sebelumnya 64.000 pengirim, mengirimkannya ke server dukungan untuk penyimpanan.
Jika nanti menerima paket lain dari pengirim yang di-boot-nya, ia akan memulai entri tembolok baru untuk pengirimnya.
Pendekatan ini bekerja hanya jika data yang baru di-booting bisa digabungkan dengan data yang sudah tersimpan di server. Dalam kasus packet counting, ini cukup sederhana. Jika server mencatat bahwa router yang diberikan melihat 1.000 paket dari pengirim A, dan jika router telah melihat 100 paket lain dari pengirim A sejak terakhir mengosongkan tembolok A, maka pada pembaruan berikutnya, server akan menambahkan 100 paket baru ke 1.000 setelah direkam.
Tapi proses penggabungannya tidak begitu mudah. Jika statistik yang diminati adalah rata-rata tertimbang dari jumlah paket yang diproses per menit atau tingkat di mana paket telah dijatuhkan oleh jaringan. Kertas peneliti, bagaimanapun, mencakup analisis teoritis yang menunjukkan bahwa penggabungan selalu memungkinkan bagi statistik "linear."
"Linear" berarti bahwa setiap update terhadap statistik melibatkan penggandaan nilai saat ini dengan satu angka dan kemudian menambahkan nomor lain ke produk itu. Bagian "di state lainnya" berarti bahwa pengganda dan tambahan dapat menjadi hasil operasi matematika yang dilakukan pada sejumlah pengukuran paket sebelumnya.
"Kami menemukan bahwa untuk operasi di mana tidak segera jelas bagaimana mereka ditulis dalam formulir ini, selalu ada cara untuk menuliskannya kembali ke dalam bentuk ini," kata Narayana.
"Meskipun banyak pekerjaan telah dilakukan secara primitif di tingkat program yang dapat diprogram untuk mengukur kinerja, fitur ini tidak berdaya tanpa lingkungan pemrograman jaringan yang lebih mudah, sehingga operator dapat meminta kueri tingkat jaringan tanpa menuliskan pertanyaan tingkat rendah pada beberapa router," kata George Varghese, Profesor Ilmu Komputer Chancellor di University of California di Los Angeles.
"Makalah ini merupakan langkah penting menuju pendekatan bahasa pemrograman ke jaringan, dimulai dengan abstraksi pemrograman jaringan. Ini sangat berbeda dengan keadaan sekarang.
Pekerjaan baru ini didukung oleh National Science Foundation, Badan Pelaksana Proyek Pertahanan A.S., dan Cisco Systems.
Jika router di dalam jaringan dapat melaporkan keadaan mereka sendiri, analisis jaringan akan jauh lebih tepat dan efisien. Ini akan mendukung operator jaringan dalam mengatasi masalah dengan lebih cepat. Untuk itu, produsen router telah mulai melengkapi router mereka dengan counter yang dapat melaporkan jumlah paket data yang telah diproses router dalam interval waktu tertentu.
Tapi jumlah hitungan mentah yang sangat berguna, dan memberi router pemantau sirkuit khusus untuk setiap pengukuran baru yang mungkin ingin dilakukan oleh operator merupakan hal yang kurang praktis. Alternatifnya adalah, router mengirimkan paket data ke server luar untuk analisis yang lebih kompleks. Namun teknik tersebut tidak dapat berjalan dengan baik. Sebuah data center dengan 100.000 server, misalnya, mungkin memerlukan 40.000 sampai 50.000 server lainnya untuk mendukung aliran data router.
Pendekatan Baru Dalam Cara Memantau Jaringan
Periset di MIT, Cisco Systems, dan Barefoot Networks telah menemukan pendekatan baru untuk pemantauan jaringan. Cara memantau jaringan terbaru ini memberikan fleksibilitas dalam pengumpulan data sekaligus menjaga kompleksitas rangkaian router dan jumlah server analitik eksternal tetap rendah. Mereka menggambarkan pekerjaan di sebuah makalah yang mereka presentasikan minggu ini di konferensi tahunan Asosiasi untuk Kelompok Minat Khusus untuk Komunikasi Data.
Dijuluki Marple, sistem ini terdiri dari bahasa pemrograman yang memungkinkan operator jaringan menentukan berbagai tugas pemantauan jaringan dan sekumpulan elemen rangkaian sederhana yang dapat menjalankan tugas yang ditentukan dalam bahasa. Simulasi menggunakan statistik lalu lintas data aktual menunjukkan bahwa, dalam setting pusat data, Marple hanya memerlukan satu server analisis lalu lintas untuk setiap 40 atau 50 server aplikasi.
Pemeriksaan masa depan
"Ada gerakan besar untuk membuat router diprogram dan membuat perangkat keras itu sendiri dapat diprogram," kata Mohammad Alizadeh, Asisten Asisten Pengembangan Karir TIBCO tentang Teknik Elektro dan Ilmu Komputer di MIT dan seorang penulis senior di koran tersebut. "Jadi kami benar-benar termotivasi untuk memikirkan apa artinya ini untuk pemantauan dan pengukuran kinerja jaringan. Apa yang ingin saya dapat program ke router untuk membuat tugas operator jaringan lebih mudah?
"Kami menyadari bahwa akan sangat sulit untuk mencoba memikirkannya dengan memilih beberapa pengukuran primitif atau algoritma yang kami ketahui dan katakan, inilah modul yang memungkinkan Anda melakukan ini, inilah modul yang memungkinkan Anda melakukan lakukan itu. Akan sulit untuk mendapatkan sesuatu dan umum dalam menggunakan pendekatan itu. "
Sebagai gantinya, Alizadeh dan kolaboratornya merancang bahasa Marple dan sirkuit yang dibutuhkan untuk menerapkan kueri Marple. Dengan satu mata pada fleksibilitas bahasa yang ekspresif dan yang lainnya mengenai kompleksitas sirkuit yang dibutuhkan untuk menyadari fleksibilitas itu.
Tim ini termasuk penulis pertama:
- Srinivas Narayana, sebuah postdoc di MIT's Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory
- Anirudh Sivaraman (mahasiswa pascasarjana MIT di bidang teknik elektro dan ilmu komputer)
- Vikram Nathan (mahasiswa pascasarjana MIT di bidang teknik elektro dan ilmu komputer)
- Prateesh Goyal (mahasiswa pascasarjana MIT di bidang teknik elektro dan ilmu komputer)
- Venkat Arun, seorang sarjana di Indian Institute of Technology Guwahati yang mengunjungi MIT untuk sebuah program di musim panas
- Vimalkumar Jeyakumar dari Cisco Tetration Analytics
- Changhoon Kim dari Barefoot Networks
Gagasan di balik Marple adalah melakukan banyak analisis pada router itu sendiri mungkin tanpa menyebabkan penundaan jaringan. Kemudian, Marple mengirim statistik ringkasan server eksternal daripada data paket mentah. Hal ini memberikan penghematan besar pada bandwidth dan waktu pemrosesan.
Marple dirancang untuk secara individual memonitor transmisi setiap komputer yang mengirimkan data melalui router. Masalahnya adalah bahwa router secara umum hanya memiliki memori untuk menyimpan statistik hanya pada 64.000 sambungan atau lebih.
Cache satu arah
Marple memecahkan masalah ini melalui variasi teknik sains komputer umum caching. Dimana data yang sering digunakan disimpan dekat dengan unit pemrosesan untuk akses yang efisien.
Setiap router memiliki cache yang menyimpan statistik pada paket data yang dilihat dari beberapa jumlah pengirim tetap - misalnya, 64.000. Jika temboloknya penuh, dan ia menerima paket dari pengirim lain - nomor 64.001 - ia hanya menendang data yang terkait dengan salah satu dari sebelumnya 64.000 pengirim, mengirimkannya ke server dukungan untuk penyimpanan.
Jika nanti menerima paket lain dari pengirim yang di-boot-nya, ia akan memulai entri tembolok baru untuk pengirimnya.
Pendekatan ini bekerja hanya jika data yang baru di-booting bisa digabungkan dengan data yang sudah tersimpan di server. Dalam kasus packet counting, ini cukup sederhana. Jika server mencatat bahwa router yang diberikan melihat 1.000 paket dari pengirim A, dan jika router telah melihat 100 paket lain dari pengirim A sejak terakhir mengosongkan tembolok A, maka pada pembaruan berikutnya, server akan menambahkan 100 paket baru ke 1.000 setelah direkam.
Tapi proses penggabungannya tidak begitu mudah. Jika statistik yang diminati adalah rata-rata tertimbang dari jumlah paket yang diproses per menit atau tingkat di mana paket telah dijatuhkan oleh jaringan. Kertas peneliti, bagaimanapun, mencakup analisis teoritis yang menunjukkan bahwa penggabungan selalu memungkinkan bagi statistik "linear."
"Linear" berarti bahwa setiap update terhadap statistik melibatkan penggandaan nilai saat ini dengan satu angka dan kemudian menambahkan nomor lain ke produk itu. Bagian "di state lainnya" berarti bahwa pengganda dan tambahan dapat menjadi hasil operasi matematika yang dilakukan pada sejumlah pengukuran paket sebelumnya.
"Kami menemukan bahwa untuk operasi di mana tidak segera jelas bagaimana mereka ditulis dalam formulir ini, selalu ada cara untuk menuliskannya kembali ke dalam bentuk ini," kata Narayana.
"Meskipun banyak pekerjaan telah dilakukan secara primitif di tingkat program yang dapat diprogram untuk mengukur kinerja, fitur ini tidak berdaya tanpa lingkungan pemrograman jaringan yang lebih mudah, sehingga operator dapat meminta kueri tingkat jaringan tanpa menuliskan pertanyaan tingkat rendah pada beberapa router," kata George Varghese, Profesor Ilmu Komputer Chancellor di University of California di Los Angeles.
"Makalah ini merupakan langkah penting menuju pendekatan bahasa pemrograman ke jaringan, dimulai dengan abstraksi pemrograman jaringan. Ini sangat berbeda dengan keadaan sekarang.
Pekerjaan baru ini didukung oleh National Science Foundation, Badan Pelaksana Proyek Pertahanan A.S., dan Cisco Systems.
Komentar
Posting Komentar