ES2903130T3 - Slinghop de red implementado mediante slingshot de tapiz - Google Patents
Slinghop de red implementado mediante slingshot de tapizInfo
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Abstract
Un sistema de red para proporcionar una conexión de red de larga distancia entre dispositivos de punto final, que comprende: un primer dispositivo de punto final (21-100); un segundo dispositivo de punto final (21-102); un primer servidor de intercambio (1-502); un segundo servidor de intercambio (1-506); un primer servidor de punto de acceso (1-302) acoplado entre el primer dispositivo de punto final (21-100) y el primer servidor de intercambio (1-502); un segundo servidor de punto de acceso (1-306) acoplado entre el segundo dispositivo de punto final (21-102) y el segundo servidor de intercambio (1-506); un primer nodo de almacenamiento en sistema de archivos en paralelo, PFS, (1-602) acoplado entre el primer servidor de intercambio (1-502) y el segundo servidor de intercambio (1-506); un segundo nodo de almacenamiento en sistema PFS (1-606) acoplado entre el primer servidor de intercambio (1- 502) y el segundo servidor de intercambio (1-506); en el que el primer servidor de intercambio (1-302) está configurado para (1) convertir un primer tráfico empaquetado recibido procedente del primer dispositivo de punto final, a través del primer servidor de punto de acceso (1-302), en un archivo portador, y (2) escribir el archivo portador en el segundo nodo de almacenamiento en sistema PFS (1-606) a través de un acceso remoto directo a memoria, RDMA; en el que el segundo servidor de intercambio (1-506) está configurado para (1) leer el archivo portador del segundo nodo de almacenamiento en sistema PFS (1-606) y (2) convertir el archivo portador en un segundo tráfico empaquetado, en el que el segundo tráfico empaquetado es enviado al segundo dispositivo de punto final a través del segundo servidor de punto de acceso (1-306), en el que el sistema de red comprende además una lógica de decisión algorítmica para determinar si utilizar, para la transmisión de paquetes entre un par o más de un par de direcciones IP, una ruta regular de Internet o una ruta que utiliza el primer y segundo servidores de intercambio (1-502, 1-506), comparando la latencia de la ruta regular de Internet con la latencia de la ruta que utiliza el primer y segundo servidores de intercambio (1-502, 1-506), y en el que el segundo servidor de intercambio (1-506) está configurado además para (1) convertir un tercer tráfico empaquetado recibido procedente del segundo dispositivo de punto final, a través del segundo servidor de punto de acceso, en un segundo archivo portador, y (2) escribir el segundo archivo portador en el primer nodo de almacenamiento, en el que el primer servidor de intercambio está configurado para (1) leer el segundo archivo portador del primer nodo de almacenamiento y (2) convertir el segundo archivo portador en un cuarto tráfico empaquetado, en el que el cuarto tráfico empaquetado es enviado al primer dispositivo de punto final a través del primer servidor de punto de acceso.
Description
DESCRIPCIÓN
Slinghop de red implementado mediante slingshot de tapiz
Campo técnico
La presente divulgación se refiere en general a redes y, más concretamente, a una infraestructura que aprovecha la potencia del transporte avanzado de Slingshot en un segmento de Slinghop transparente y optimizado dentro de una ruta regular de Internet.
Antecedentes
Una de las mayores ventajas que ofrecen las actuales tecnologías de Internet es que cumplen con unos estándares que permiten una interoperabilidad y comunicación entre dispositivos de diversos proveedores. La tecnología base de Ethernet y del protocolo de Internet (IP) que se basa en la misma utilizan el envío de paquetes a través de segmentos entre direcciones IP como saltos. Estos paquetes son agnósticos de proveedor, es decir, no necesitan saber o preocuparse por quién ha fabricado el equipo por el que pasan y, siempre que el equipo pueda entender la estructura del paquete y pueda analizar sus cabeceras y pies, el paquete puede ser entregado.
Slinghop permite aprovechar las ventajas de slingshot (véase la patente provisional de EE.UU. No. 62/266.060 y PCT/IB16/01867) para su uso sin fisuras en la parte de transporte de larga distancia, al mismo tiempo que permite a los clientes utilizar sus equipos, configuraciones y flujos de trabajo existentes.
Slinghop puede ser un sistema independiente construido sobre Slingshot o se puede integrar con una red virtual global (GVN: global virtual network) o algún otra infraestructura de red. Cuando se menciona un nodo sling (SLN: sling node), se puede referir a un clúster o nodo de super computador, un ordenador o clúster de alto rendimiento u otro sistema informático potente.
Los dos protocolos de comunicación más comunes en Internet son el Protocolo de Control de Transmisión (TCP: Transmission Control Protocol) y el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP: User Datagram Protocol) sobre IP, que son abreviados respectivamente como TCP/IP y UPD/IP. El protocolo TCP/IP ofrece una transmisión de ida y vuelta fiable gracias a un control de transferencia que se basa en un tamaño de ventana y un tiempo de ida y vuelta (RTT: round-trip time), una corrección de errores integrada, una verificación de integridad de los datos transmitidos a través de un paquete de acuse de recibo (ACK: acknowledgement) retornado al remitente, y otras características; sin embargo, esta fiabilidad tiene un coste, ya que el protocolo TCP/IP es significativamente más lento que el protocolo UDP/IP. Si bien el protocolo UDP/IP es relativamente más rápido porque se trata de una transferencia unidireccional sin que se envíe un ACK de retorno al remitente, no se realiza una verificación de integridad de los datos y, por tanto, el remitente no puede conocer la pérdida o la corrupción en el lado del receptor. Y cualesquiera paquetes perdidos en ruta a través del protocolo UPD/IP son completamente desconocidos para el receptor. La principal contrapartida del protocolo TCP/IP respecto al protocolo UDP/IP es la precisión frente a la velocidad en bruto.
Si bien los protocolos más utilizados en Internet son el protocolo TCP/IP y el protocolo UDP/IP sobre Ethernet, el propio protocolo Ethernet tiene varias versiones disponibles, desde el Ethernet original hasta el Ethernet GigE, 10 GigE, 40 GigE, y 100 GigE con, por supuesto, unas versiones de mayor ancho de banda que se esperan en el futuro.
Entre otros procedimientos, los hosts son "encontrados" por otros hosts a través de un enrutamiento moderno utilizando direcciones IP y también pueden ser encontrados a través de un sistema de nombres de dominio que traduce los nombres de dominio a direcciones IP. Los protocolos de enrutamiento y la publicación de rutas ayudan a los dispositivos a determinar ruta(s) IP entre dispositivos.
En la larga distancia, los protocolos TCP/IP y UDP/IP sobre Ethernet presentan ciertos retos. Se han desarrollado varias técnicas para tratar de forzar el flujo de datos a través de la mejor ruta que incluyen OSPF (open shortest path first: abrir la ruta más corta en primer lugar), enrutamiento de BGP (Border Gate Protocol: protocolo de puerta de enlace de frontera o límite) y otras tecnologías relacionadas con la conexión directa o emparejamiento (peering).
Internet es una red abierta de redes que se conectan entre sí directamente o a través de redes de terceros. Hay muy poco control sobre el flujo de tráfico a través de las redes de terceros en el medio. Para aquellos que exigen una mayor calidad de servicio (QoS: quality of service) y tienen estrictos requisitos de rendimiento, las líneas dedicadas y tecnologías relacionadas como MPLS (Multiprotocol Label Switching: conmutación de etiquetas multiprotocolo), fibra oscura y otras opciones ofrecen una conectividad directa entre puntos con una QoS garantizada, una mitigación contra congestión de tráfico de otros, y otras garantías, aunque a un coste económico (CAPEX y costes de funcionamiento recurrentes) comparativamente más alto con respecto al de la conectividad regular en Internet.
La optimización de WAN es otra tecnología utilizada por algunas partes para mejorar la conectividad. Un hardware y software de un dispositivo de optimización de WAN trabajan para comprimir y optimizar los datos transmitidos entre dos puntos de borde de Internet de la WAN de modo que pueden transmitir datos de manera más eficiente a través de ese enlace. El documento US2013/0286835A1 divulga sistemas y procedimientos para utilizar procedimientos de detección de límite o frontera de transacción en decisiones de encolado y retransmisión relacionadas con el tráfico de red.
Una red virtual global (GVN: Global Virtual Network) (véase la solicitud de patente internacional No. PCT US 16/15278) optimiza de forma holística una conectividad amplia de sistema entre dispositivos conectados, mejorando de este modo significativamente el rendimiento de la red utilizando, entre otras tecnologías, la inteligencia artificial (AI: artificial intelligence) y el enrutamiento inteligente avanzado (ASR: advanced smart routing).
Todas las tecnologías anteriores cumplen con la metodología actual de comunicaciones para la transmisión de datos en forma de paquetes entre un origen y un destino con ida y vuelta al origen y tiempos de transmisión reflejados como una medida del tiempo de ida y vuelta (RTT).
Infiniband (IB) a distancia es otra opción con la disposición de dos dispositivos habilitados para InfiniBand en cada extremo o punto final de una ruta de fibra oscura para realizar una conectividad IB de larga distancia. Existen otros protocolos, tal como Fiberchannel, pero por el momento no son fiables en la distancia.
El envío unidireccional de Slingshot (véase la patente provisional de EE.UU. No. US 62/266.060 y la solicitud de patente internacional No. PCT/IB 16/01867) ofrece ciertas ventajas al movimiento de datos a una velocidad cercana a la velocidad de cable, mediante un envío unidireccional de datos que son escritos a través de un acceso remoto directo a memoria (RDMA: remote direct memory access) en un sistema de archivos en paralelo (PFS: parallel file system), una unidad RAM, un sistema de archivos jerárquico (HFS: hierarchical file system) u otro almacenamiento o cola. Estos datos escritos son leídos por el nodo Sling (SLN: sling node) en la región remota para su utilización en la misma. Slingshot puede operar a través de un enlace IB en la distancia o un enlace Ethernet de alta velocidad que puede soportar RDMA y otras propiedades, o a través de otro protocolo.
Una ruta Sling (Sling route) es una capa extensible construida sobre Slingshot para permitir un enrutamiento racional y claro a múltiples puntos a través de direcciones de Ruta Sling. La presente invención se basa en la tecnología Slingshot, y también puede utilizar una red GVN, Ruta Sling y otras tecnologías.
Beacon Pulser (Pulsador de Baliza) es otra tecnología basada en slingshot (véase la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. 62/266.060) y se utiliza para el envío de difusión unidireccional de datos.
Como ilustración adicional de antecedentes, las reglas de la física actúan como base para las referencias realizadas en el presente documento al tiempo, latencia, velocidad de cable y otras medidas dependientes del tiempo. Como el tiempo y la distancia son significativos, esta invención utiliza la siguiente línea de base para las referencias de tiempo y distancia/tiempo: las distancias en este documento se miden en millas según el sistema imperial; las medidas de distancia en este documento pueden ser un número con o sin comas, y/o decimales o expresadas como un entero; una excepción para las distancias en este documento que no usan el sistema imperial es en el Índice de Refracción de los Cables de Fibra Óptica en cuyo caso las distancias se expresan en metros según el sistema métrico; el tiempo se mide en segundos, expresados como enteros, fracciones y/o decimales de segundo (por ejemplo, la granularidad de un tic de tiempo se puede medir como una fracción (cada 1/20 parte o 1/10 parte o 1/100 parte) o como decimales (0,05, 0,1, 0,01) de un milisegundo); las unidades de tiempo a las que se hace referencia en el presente documento también pueden tener una granularidad más fina que los segundos, tales como milisegundos (ms) y microsegundos (ps), nanosegundos (ns), u otras; cualquier granularidad más fina que los microsegundos tal como los nanosegundos (ns), puede ser importante en ciertas aplicaciones prácticas de esta invención, pero, por motivos de demostración, la granularidad práctica más fina en el presente documento es ps.
En informática, la medida de tiempo más común en aspectos de redes es el milisegundo (ms) y para el procesamiento es el microsegundo (ps) o inferior.
La siguiente tabla ilustra algunos valores posibles y su correspondiente conversión equivalente.
TABLA 1 - medidas de tiem o:
En el núcleo de las tecnologías slingshot, Slinghop y otras relacionadas con Sling, la sincronización de algunas acciones interdependientes o secuenciales u otras basadas en intervalos depende de un enfoque activo en la granularidad de un tic (véase la solicitud de patente provisional de EE.UU. No. 62/296.257 y/o la solicitud de patente internacional No. PCT/IB16/01867).
Los problemas inherentes al protocolo de Internet (IP) son muy evidentes con los protocolos TCP/IP y UDP/IP en la larga distancia. Además de los problemas relacionados con la distancia, la congestión a través de los dispositivos es otra de las principales causas de la pérdida de paquetes y otros problemas. El protocolo TCP/IP dispone de mecanismos para reenviar paquetes perdidos o caídos o corrompidos. Sin embargo, en momentos de congestión por exceso de uso, mal funcionamiento u otra causa, los dispositivos que detectan una pérdida seguirán reenviando paquetes perdidos, lo que puede provocar un efecto en cascada que puede acentuar el problema causando aún más congestión.
La conexión directa (peering) y el entrelazado (weaving) de muchas características de segmento diferentes a lo largo de una ruta de red pueden tener un efecto adverso en la calidad de servicio (QoS) para el flujo de tráfico a través de toda esa ruta.
Desde el punto de vista de la experiencia de usuario (UX: user experience) y/o del rendimiento de aplicación, una alta latencia debida a rutas largas, enrutamiento ineficiente, congestión, pérdida y otros problemas pueden hacer que los servicios dejen de funcionar, provocar tiempos de espera en la aplicación y otros efectos adversos presentes.
El Protocolo de Internet (IP) sobre Ethernet resulta extremadamente ineficiente en largas distancias y su utilidad disminuye cuando hay congestión, mal enrutamiento o la presencia de otros eventos.
Las limitaciones físicas de una línea también presentan desafíos. Debido a las leyes de la física, la transmisión de la luz a través de líneas de fibra óptica no puede alcanzar la velocidad que la luz puede lograr en el vacío.
TABLA 2 - velocidad de la línea de fibra teniendo en cuenta la resistencia en la latencia de la fibra óptica debido a la refracción (En base a datos encontrados in situ: http://wwwhttpoptics.com/blog./bid/70587/Calculating-Optical-Fiber-Latenc
La tabla anterior compara la velocidad de la luz en el vacío con la velocidad de la luz dentro del núcleo de vidrio de una fibra óptica. En consecuencia, existe una limitación física con respecto a la eficiencia de la fibra que establece una línea de base para la mejor velocidad teórica que se puede alcanzar para que la luz se transmita a través de la fibra.
Aunque el índice de refracción de los cables de fibra óptica puede variar ligeramente, se asume un promedio como el siguiente: Promedio de aproximadamente 203 m a 204 m/ps frente a la velocidad de la luz de 299,792 m/ps para una eficiencia media del 68,05%.
Por lo tanto, la velocidad de transmisión a través de la fibra es de 126.759,88 millas por segundo y, como tal, es la velocidad de cable más rápida posible que se puede lograr.
La naturaleza de solicitud-respuesta de una transmisión de ida y vuelta de host a host en la Internet actual (y las correspondientes mediciones de RTT del tiempo transcurrido) requiere que un host consulte a otro host para obtener información a devolver. En consecuencia, la comunicación de host a host y la resistencia a través de rutas extendidas crea ineficiencias.
La formación de paquetes del tráfico de datos también conduce a ineficiencias. Los límites de tamaño de los paquetes obligan a dividir los mensajes de datos en diversos paquetes cuando el tamaño de los datos del mensaje en bytes supera el número de bytes permitidos por la carga útil de datos del paquete. Además, las cabeceras (y posiblemente los pies) en cada uno de los distintos niveles del modelo IP (véase la Figura 3) o del modelo OSI (véase la Figura 4) añaden una cantidad significativa de información que afecta al tamaño de la carga útil en bytes.
La unidad máxima de transmisión (MTU: maximum transmission unit) especifica el número máximo de bytes igual a ocho bits que pueden ser enviados como un paquete o trama. Por ejemplo, si un paquete tiene una MTU de 1.500, eso significa que las cabeceras y pies combinados de todos los niveles más la carga útil no pueden superar ese total. La unidad MTU mínima es de 68. Y la unidad MTU del protocolo TCP más común en Internet es actualmente un valor de 1500 o 576. Procesando hacia atrás, se puede calcular el tamaño de la carga útil más grande permitida en bytes tomando la unidad MTU y restando los bytes de cabecera y pie combinados, y otro tipo de información para determinar los bytes restantes disponibles para los bytes de datos de la carga útil.
Cuando el tamaño de un archivo es mayor que el tamaño permitido de la carga útil de datos, entonces es enviado como un mensaje de varias partes. Esto implica la división del archivo en partes con más cabeceras/pies inyectados que denotan el inicio y el final de cada pieza del archivo dentro del tamaño permitido de la carga útil de datos ya restringida. Esta sobrecarga dentro de la sobrecarga se agudiza cuando hay que enviar un archivo grande en una gran distancia.
Los protocolos TCP/IP y UDP/IP están sujetos al modelo de almacenamiento y reenvío del protocolo de Internet (IP) sobre Ethernet para manejar los paquetes a través de cada dispositivo. Esto significa que en cada salto a través de los dispositivos, un paquete debe ser recibido en su totalidad, comprobado por razones de completitud y a continuación reenviado. Aunque este proceso sólo tarda aproximadamente 100 ps por salto, cuanto más larga sea la ruta y más saltos tenga que realizar el paquete en cada dirección, más largo será el tiempo RTT. Es concebible que un paquete tenga que transitar por 15 o 20 saltos en cada dirección, por lo que se añaden de 2 * 15 * 100 ps = 3.000 ps a 2 * 20 * 100 ps = 4.000 ps. Esto significa que hay un aumento de 3 ms a 4 ms en el tiempo de transmisión debido a los paquetes que transitan por los dispositivos en los saltos. Además, si hay congestión, los dispositivos pueden tardar bastante más en gestionar la transferencia de paquetes.
El enrutamiento, las rutas, los problemas de interconexión y los problemas relacionados con el tejido en muchos segmentos de red plantean problemas al cruzar los límites entre diversos tejidos de red. Las líneas dedicadas son punto a punto y, aunque la mayoría son óptimas, son cerradas y por tanto no están sujetas a los mismos problemas de congestión. En cuanto al protocolo, siguen siendo de petición/respuesta y, por lo tanto, siguen estando expuestos a las limitaciones de protocolo anteriores, que se amplifican con la distancia.
Aunque Slingshot es un enfoque novedoso para resolver muchos de los problemas anteriores, es caro para que un solo usuario lo utilice por sí mismo, tanto desde el punto de vista de gastos de capital (CAPEX) como desde el punto de vista operacional en curso. En muchos casos, Slingshot requiere que se construya una infraestructura de trabajo sobre el mismo. En algunos casos, tal como la utilización de la transmisión de datos por parte de empresas financieras, el gasto y el esfuerzo están justificados. Sin embargo, muchas otras industrias no pueden permitirse ni tienen la necesidad de un mecanismo slingshot dedicado.
Un pulsador de baliza (Beacon Pulser) de información que utiliza slingshot para transmitir un flujo o datos de multidifusión es bueno para la transmisión unidireccional de información, tal como la retransmisión de información de mercado en la distancia. Sin embargo, no es adecuado para la integración en una ruta de Internet en la que el receptor envía una respuesta de retorno.
Resumen
De acuerdo con la materia divulgada, se proporcionan sistemas y procedimientos para una infraestructura que aprovecha la potencia del transporte avanzado de Slingshot en un segmento de Slinghop transparente y optimizado dentro de una ruta de Internet regular.
Slinghop es una tecnología para aprovechar la potencia de slingshot de forma transparente como un segmento situado dentro de un par de saltos en una ruta de saltos IP regulares. El Slinghop es el uno o más segmentos en la larga distancia que ofrece un transporte rápido frente al transporte nativo de Internet. El Slinghop es potenciado por medio de una estructura que consiste en dos slingshots, uno de los cuales envía datos por medio de slingshot de una región a la región de destino y otro slingshot envía información en sentido contrario de la región de destino a la región de origen.
En un punto de entrada, el Slinghop captura y almacena los paquetes recibidos en una cola. En periodos variables de ciclos de tiempo gobernados por la Granularidad de un Tic, los paquetes recibidos acumulados en el buffer de la cola son combinados en la sección de datos de archivo de un archivo portador pesado y sin comprimir. Este archivo
combinado es enviado por Slingshot al extremo o punto final opuesto del Slinghop guardándolo en una carpeta de un dispositivo PFS, donde es leído por un nodo Sling (SLN). Según el ciclo de tiempo gobernado por la granularidad de un tic de tiempo en ese nodo sling SLN, el archivo portador es leído del sistema PFS y es dividido y utilizado de la siguiente manera; Los paquetes individuales son individualizados y retornados a su ruta transmitiéndolos al siguiente salto, enviándolos según su ruta. En cuanto al siguiente salto en la ruta IP, detecta que ha recibido el paquete procedente de un dispositivo IP equivalente.
El enrutamiento entre pares de direcciones IP de entrada/salida de Slinghop se basa en el lanzamiento (slingshotting) de paquetes hacia dispositivos PFS en la región de destino. Véanse las Figuras 12, 16 y 17. La ruta hacia la región de destino se basa en el dispositivo PFS al que se envía el archivo portador que contiene paquetes.
El Slinghop ofrece además una completa integración e interoperabilidad con sistemas heredados que ejecutan el protocolo IP sobre Ethernet porque el emparejamiento de direcciones IP indica los puntos de entrada y salida del Slinghop. Desde el punto de vista de los dispositivos IP, estas dos direcciones parecen ser saltos IP estándar en cualquier extremo o punto final de un segmento de red IP y el funcionamiento subyacente del Slinghop es transparente para los mismos.
Los nodos Sling (SLN) son una característica de Slinghop. Pueden ser nodos de super computadores (SCN: super computer nodes), ordenadores/clústeres de alto rendimiento (HPC: high performance computers/clusters) que operan juntos, u otros sistemas que pueden operar de forma independiente o en grupo, todos ellos a un nivel subyacente y operando en función de su rol relativo y contextual y al unísono desde un punto de vista de funcionalidad holística.
Slingshot es una capa de segundo grado por debajo de internet (UTI al cuadrado o UTI2: second degree under-theinternet). Véase la Figura 5 para una descripción más completa.
El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Con el fin de facilitar una comprensión más completa de la presente divulgación, se hace referencia a los dibujos adjuntos, en los que elementos similares están referenciados con números o referencias similares. Estos dibujos no se deben interpretar como una limitación de la presente divulgación, sino que pretenden ser únicamente ilustrativos.
La Figura 1 ilustra la técnica anterior de slingshot.
La Figura 2 ilustra un perímetro de seguridad con una red GVN por encima y una capa de infraestructura sling por debajo.
La Figura 3 ilustra la sobrecarga de paquete (packet bloat) en cada capa del protocolo IP.
La Figura 4 ilustra la sobrecarga de paquete (packet bloat) en cada capa del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI: Open Systems Interconnection).
La Figura 5 ilustra capas puente por debajo de Internet (UTI) mapeadas con capas de libre transmisión OTT (Over the Top).
La Figura 6 visualiza la ventaja del transporte slingshot a través de Internet comparándolo con un tren en el aeropuerto frente a la gente que camina una larga distancia hasta su puerta de embarque.
La Figura 7 ilustra cómo Slingshot se integra en una ruta IP como un Slinghop.
La Figura 8 ilustra las ventajas de la integración de Slinghop en rutas de larga distancia.
La Figura 9 ilustra la integración de Slinghop como un segmento entre dos saltos.
La Figura 10 ilustra tres tejidos de red diferentes.
La Figura 11 ilustra las rutas recíprocas de slingshot en etapas para describir cada una de las distintas partes operativas de sling.
La Figura 12 ilustra el proceso de operaciones de Slinghop y sus conversiones de paquetes en archivos y a continuación de nuevo en paquetes en ambas direcciones del Slinghop.
La Figura 13 profundiza en la Figura 12 añadiendo comparaciones de tiempo entre Internet y sling.
La Figura 14 ilustra algunas de las opciones de conectividad disponibles entre dos nodos globales.
La Figura 15 ilustra unas conexiones troncales entre diversos mercados financieros clave.
La Figura 16 ilustra tanto rutas de Internet como rutas de Slinghop entre tres nodos globales.
La Figura 17 ilustra cómo una red virtual global (GVN) puede incorporar tecnologías tales como Network Slingshot para conseguir sin problemas grandes ventajas en la distancia.
La Figura 18 ilustra cómo los diversos dispositivos son direccionables en cada región por su tipo y ubicación.
La Figura 19 muestra el interior y las operaciones de Slinghop con respecto a una estructura topológica.
La Figura 20 ilustra ejemplos que muestran cómo se pueden encontrar nodos Slinghop.
La Figura 21 ilustra una red virtual global (GVN) o una red similar distribuida globalmente que utiliza una topología de concentrador y radios (hub and spoke topology) con enrutamiento octagonal en la red troncal, con puntos de salida/entrada (EIP: egress/ingress points) indicados.
La Figura 22 describe la topología física de un anillo de nodos globales.
La Figura 23 ilustra cómo el archivo portador de Slinghop puede contener paquetes de diversos tamaños.
La Figura 24 describe un proceso de lectura por parte de un nodo sling (s Ln ) en un proceso sling.
La Figura 25 describe con más detalle la secuencia en el tiempo de lectura de archivos por parte de nodos sling. La Figura 26 muestra unos lotes que están en un intervalo variable (no tiempo fijo).
La Figura 27 ilustra un procesamiento por lotes de archivos con la adición de archivos individuales mostrados.
La Figura 28 describe un algoritmo para evaluar cuál es un procedimiento de transporte más eficiente.
La Figura 29 describe los módulos que se ejecutan en diversos dispositivos para potenciar la integración de Slinghop en una red GVN.
Descripción detallada
En la siguiente descripción, se exponen numerosos detalles específicos relativos a los sistemas, procedimientos y medios de la materia divulgada y al entorno en el que dichos sistemas, procedimientos y medios pueden operar, etc., con el fin de proporcionar una comprensión completa de la materia divulgada. Sin embargo, será evidente para un experto en la materia que la materia divulgada puede ser puesta en práctica sin dichos detalles específicos, y que ciertas características, que son bien conocidas en la técnica, no se describen en detalle con el fin de evitar que se complique la materia divulgada. Además, se entenderá que los ejemplos que se proporcionan a continuación son de ejemplo, y que se contempla que hay otros sistemas, procedimientos y medios que caen dentro del alcance de la materia divulgada.
La Figura 1 ilustra dos o más nodos slingshot que trabajan al unísono para formar la base de Slinghop. Esta figura describe la técnica anterior de slingshot, una transferencia unidireccional de datos de archivos de cualquier tamaño a través de un acceso RDMA (1-W606 o 1-W602) escribe directamente en dispositivos PFS remotos respectivamente 1-606 y 1-602 en regiones de destino a través de unas colas de escritura 1-WQ502 y 1-WQ506. Se accede a los archivos en los dispositivos PFS 1-606 o 1-602 por medio de unas colas de lectura 1-RQ506 y 1-RQ502 respectivamente. Esta figura muestra el funcionamiento de dos mecanismos slingshot independientes (véase la solicitud de patente provisional de EE.UU. No. 62/266.060 y la solicitud de patente internacional PCT/IB 16/0 1867) yuxtapuestos entre sí y superpuestos en una relación integrada.
El tráfico procedente de la red GVN 1-322 a la red GVN 1-326 fluye según se describe a continuación. El tráfico fluye de la red GVN 1-322 al servidor de punto de acceso (SRV_AP: access point server) 1-302 a través de 1-P322 y hacia el servidor de intercambio troncal (SRV_BBX: backbone exchange server) 1-502. En este punto, el mecanismo slingshot en el servidor SRV_BBX/nodo Sling (SLN) 1-502 a través de su función de escritura en cola 1-WQ502 convierte el tráfico empaquetado en un archivo portador combinado y escribe directamente este archivo portador a través de la ruta 1-W606 en una carpeta del nodo de almacenamiento del sistema de archivos en paralelo (PFS) 1 606. La función de lectura de cola 1-RQ-506 del servidor SRV_BBX nodo sling SLN 1-506 recupera el archivo portador de la carpeta en el sistema PFS 1-606 y a continuación separa el archivo portador de nuevo en paquetes individuales que son enviados al servidor SRV_AP 1-306 a través de la ruta 1-P506 y a continuación a la red GVN 1-326 a través de 1-P326.
El tráfico en la otra dirección fluye de la red GVN 1-326 a la red GVN 1-322 siguiendo la ruta que se describe a continuación. El tráfico fluye hacia el servidor de punto de acceso (SRV_AP) 1-306 a través de 1-P326 y hacia el servidor de intercambio troncal (SRV_BBX)/nodo sling (SLN) 1-506. En este punto, el mecanismo slingshot en el servidor SRV_BBX nodo sling SLN 1-506 convierte a través de su función de escritura en cola 1-WQ506 el tráfico empaquetado en un archivo portador combinado y escribe directamente este archivo a través de la ruta 1-W602 en una carpeta del nodo de almacenamiento del sistema de archivos en paralelo (PFS) 1-602. La función de lectura de cola 1-RQ-502 del servidor SRV_BBX 1-502 recupera el archivo portador del sistema PFS 1-602 y a continuación separa el archivo portador de nuevo en paquetes individuales que son enviados al servidor SRV_AP 1-302 a través de la ruta 1-P502 y a continuación a la red Gv N 1-322 a través de 1-P322.
Se puede integrar una configuración de calidad de servicio QoS para permitir una planificación de prioridades del tráfico escribiendo en una carpeta específica frente a otra carpeta. Las colas de lectura pueden ser configuradas para que procesen primero archivos de un directorio y o también pueden ser configuradas para que comprueben una carpeta con más frecuencia que otras aumentando en efecto la prioridad de su contenido.
Cada ruta de comunicación unidireccional es potenciada por Slingshot según se define en la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. 62/266.060 según se ha indicado anteriormente.
Juntos, estos dos nodos y sus correspondientes rutas de comunicación operando al unísono forman la base de la tecnología Slinghop subyacente.
La Figura 2 ilustra un perímetro de seguridad con una red GVN por encima y una capa de infraestructura sling por debajo. Esta figura muestra el "espacio libre" (“air gap”) entre Internet 2-822 y la red troncal 2-832 sobre la que opera
el mecanismo de protocolo slingshot. Debido a la diferencia de protocolos y a la naturaleza del funcionamiento de Sling, existe un perímetro seguro 2-182 entre los dos.
Existe un Perímetro Seguro 2-182 que se encuentra entre la capa de protocolo IP/Internet 2-822 y la capa de red troncal BB 2-832. El Perímetro Seguro 2-182 puede funcionar con operaciones de tipo cortafuegos para aislar las capas superiores con respecto de las capas inferiores. Otra protección integrada se refiere a la naturaleza del transporte. Los paquetes se transmiten a lo largo de la ruta 2-TR6AP y los archivos se escriben a través de un acceso RDMA en dispositivos PFS a través de la ruta 2-TR6BP. Los archivos no pueden ser movidos de forma nativa en la capa de protocolo IP y los paquetes no pueden ser enrutados individualmente a través de la capa de red troncal BB.
La Figura 3 describe la sobrecarga de paquete (packet bloat) de transporte del protocolo IP cuando se añaden cabeceras a los datos en varias capas. En la capa de aplicación 3-L04, la carga útil de datos tiene un tamaño inicial indicado por los datos 3-D4. El tamaño del paquete se indica con el tamaño de paquete 3-PBytes.
En la siguiente capa, la capa de transporte 3-L03, el tamaño de paquete 3-PBytes tiene el tamaño original de los datos 3-D4 que es igual al de los datos de protocolo UDP 3-D3. Además, incluye la sobrecarga (bloat) de la cabecera del protocolo UDP 3-H3.
En la siguiente capa, la capa de Internet 3-L02 y el cuerpo de datos de carga útil del protocolo IP 3-D2 es una combinación de 3-D3 y 3-H3. Esto aumenta el tamaño de paquete 3-PBytes con la cabecera del protocolo IP 3-H2.
En la capa de enlace 3-L01, los datos de trama 3-D1 son una combinación de 3-H2 y 3-D2. Esto aumenta adicionalmente el tamaño de paquete 3-PBytes con la cabecera de la trama 3-H1 y el pie de la trama 3-F1.
La Figura 4 describe la sobrecarga de paquete (packet bloat) de datos y cabeceras en cada una de las siete capas del modelo OSI. Los datos originales 4-D0 crecen en cada nivel de capa OSI de aplicación 74-L7 con la adición de cabeceras tal como la cabecera 4-H7. En cada capa subsiguiente hacia abajo, desde la capa 7 hasta la capa 1, la capa de datos es una combinación de la capa del nivel superior anterior de datos y cabecera combinados.
La sobrecarga de paquete (packet bloat) total en un modelo OSI en la capa OSI física 14-L1 es denotada por el tamaño de paquete 4-PBytes.
La Figura 5 ilustra unas capas puente de slinghop por debajo de Internet (UTI: under the Internet) mapeadas con capas de libre transmisión OTT (Over the Top). Esta figura describe una visualización de cómo una red g Vn opera como un primer grado por encima de Internet y cómo Slingshot opera como un primer grado por debajo de la capa de Internet. Slinghop es un segundo grado por debajo de Internet y se integra como un segmento en la ruta de la red GVN o en una ruta de Internet regular. La Figura 5 indica el nivel en el que Slingshot de red troncal BB 5-86 encaja en una jerarquía topológica. OTT1 indica un primer grado por encima de internet. OTT2 indica un segundo grado por encima de Internet, lo que significa que está por encima de un elemento OTT1. UTI1 indica un primer grado por debajo de la capa de Internet. UTI2 indica un segundo grado por debajo de la capa de internet que está por debajo del elemento UTI1.
OTT y UTI se utilizan con fines descriptivos únicamente para indicar la disposición en capas de relaciones e interacciones. En la capa física, todos los tipos de protocolos pueden existir en el mismo nivel o en diversos niveles. La red GVN 5-82 es una Internet virtual global en la capa OTT115-TOP82 construida sobre la canalización básica de la Internet base 5-TOP80 que potencia la conectividad de red ISP 5-80.
El mecanismo de Slinghop de red troncal BB 5-88 es una UTI de segundo grado en la capa UTI225-UNDER88. Utiliza la tecnología UTI1 de Slingshot de red troncal BB 5-86. El producto de su funcionalidad y correspondientes ventajas se pueden integrar en el flujo de la red GVN 5-82 que está en la capa OTT15-TOP82 o integrar como un segmento en una ruta de Internet en el nivel Internet base 5-TOP80. Por lo tanto, el Slinghop es un puente combinado de la red GVN y Slingshot.
Se indica un ejemplo de OTT de segundo grado de MPFWM 5-84 en la capa OTT225-TOP84 sólo con fines ilustrativos. En implementaciones operativas, puede o no estar integrado en el flujo de tráfico.
La Figura 6 visualiza la ventaja del transporte slingshot a través de Internet comparándolo con un tren en el aeropuerto frente a personas que caminan una gran distancia hasta su puerta de embarque. Los que caminan son propensos al agotamiento y posible confusión o pérdida debido a la distancia y complejo enrutamiento que requiere una cantidad indeterminada de tiempo para llegar desde el inicio 6-010 o 6-910 hasta el final 6-090 o 6-990. Los que optan por tomar el tren tienen un corto camino a pie para llegar a la estación y si optan por subir al tren en 6-P200 o 6-P700, entonces el embarque y desembarque añadirá una cierta cantidad de tiempo en 6-200 y 6-300, o 6-700 y 6-800, pero el viaje en el tren 6-P300 y 6-P800 es más rápido que ir andando, más directo, sin propensión a perderse, y su tiempo de viaje es determinado.
En particular, la Figura 6 proporciona una analogía en forma de gráfico visual comparando las rutas que los pasajeros pueden transitar a través de un aeropuerto si caminan desde el registro (o check-in) 6-000 hasta el área de la puerta de terminal 6-900 o la ruta si toman un tren. Ambos comienzan en 6-010 y pueden transitar por saltos en rutas a través de los puntos DA hasta DF y se pueden dirigir directamente a 6-100 o pueden serpentear. Pueden decidir tomar un tren en 6-100. Si lo hacen, a través de la ruta Sí 6-P200, suben al tren en 6-200 y este tren los lleva directamente y a gran velocidad a través de la ruta 6-P300 hasta 6-300 donde bajan del tren a través de la ruta 6-P320. A partir de ahí, entran de nuevo en la ruta a pie en DW y se dirigen a través de otros saltos de ruta DX, DY, DZ a la zona de embarque en 6-090. Los que opten por caminar a través de la ruta 6-090 comenzarán a caminar en DG y probablemente caminarán serpenteando entre otros puntos de salto en su ruta hasta que también lleguen al final 6-090. Aunque el embarque y desembarque del tren puede suponer un poco más de tiempo extra, es compensado con creces por el ahorro de tiempo total debido a la rapidez con la que se desplaza el tren. Los que toman el tren también experimentan menos fatiga y estrés potencial que los que caminan.
La ruta desde los aviones 6-900 hasta la salida de la terminal 6-000 comienza en la salida 6-910 y de nuevo ofrece la opción de ir en tren o a pie, con ventajas similares de rendimiento y tiempo para los que optan por ir en tren. Esto es una analogía de la decisión de si utilizar Slinghop entre puntos de larga distancia o hacer que los paquetes se transmitan a lo largo de rutas extendidas de Internet.
La Figura 7 ilustra cómo Slingshot se integra en una ruta IP como un Slinghop. Compara el tiempo trans regional de Internet 7-CPT340 igual a 7-TW ms con el tiempo de Slinghop igual a 7-TV 7-TZ 7TV para el procesamiento en cada extremo o punto final 7-CPT110 y 7-CTP-210 y el salto de Slingshot 7-CPT300. Slinghop es potenciado por el mecanismo Slingshot que se ilustra en este documento, pero en lo que respecta a los clientes, el salto comienza en 7-P502 y termina en 7-P506, y el recíproco de 7-P502 y 7-P506. El segmento 7-CPT306 sustituye a P0-4 hasta P0-10 y 7-CPT302 sustituye a P0-10 hasta P0-4.
La Figura 7 se basa en la demostración del funcionamiento de Slinghop que se describe en la Figura 1, con la excepción de que no se indican los servidores de puntos de acceso (SRV_AP) ni ningún otro dispositivo por encima de los servidores de intercambio troncal (SRV_BBX)/nodos sling (SLN) 7-502 y 7-506.
Las rutas 7-P502 y 7-P506 enlazan el mecanismo de Slinghop con la cabeza de puente de salto final de los segmentos P0-3 y P0-11 respectivamente. Dos rutas 7-CPT302 y 7-CPT306 entre esos saltos finales indican cada Slingshot unidireccional según se describe en la Figura 1. Cuando se combinan en un Slinghop, estas rutas constituyen un segmento que para datos de cliente aparece como sólo otro segmento de una cadena.
En la parte superior de la Figura 7, hay una ruta no habilitada para Slinghop entre un punto de entrada/salida a la izquierda del segmento P-01 a otro punto de entrada/salida de la ruta a la derecha del segmento P0-14.
Entre las rutas habilitadas para Slinghop y las no habilitadas para Slinghop hay anotaciones en corchetes que denotan unas secciones de segmentos en bloques para comparar las operaciones de rutas habilitadas para Slinghop con rutas regulares de Internet no habilitadas para Slinghop.
Un conjunto de bloques de segmento inicial en un extremo o punto final de cada ruta son Internet local 7-CPT140 que se compara con las rutas al servidor SRV_BBX / SLN 7-CPT100 y para este ejemplo cada uno tiene el mismo At de X ms. El conjunto de bloques de segmento inicial en el otro extremo o punto final de cada ruta son Internet local 7-CPT240 que se compara con las rutas al servidor SRV_BBX / SLN 7-CPT200. Para este ejemplo, cada uno tiene la misma duración At igual a Y ms.
Los segmentos intermedios es donde se puede hacer la comparación entre rutas habilitadas para Slinghop y rutas regulares de Internet. La duración de tiempo de ruta regular de Internet para el segmento trans regional 7-CPT340 es At igual a W ms. El segmento habilitado para Slinghop es la suma de una combinación de tres duraciones de tiempo del proceso en el servidor SRV_BBX / SLN 7-CPT110 con un At = <1 ms más la del salto de Slingshot 7-CPT300 con un At = Z ms más la del proceso en el servidor SRV_BBX / SLN 7-CPT210 con una duración de At = <1 ms. La justificación de la adición de las tres duraciones de tiempo es para tener en cuenta no sólo el tiempo y la eficiencia ganados por el Slinghop en el salto de Slingshot 7-CPT300, sino también para tener en cuenta la resistencia debida al tiempo de procesamiento para el Slinghop en cualquiera de los extremos o puntos finales. Aunque se añade un tiempo adicional para el procesamiento de paquetes combinados en archivos que son guardados en el sistema PFS remoto y, a continuación, se extraen los archivos y se vuelven a dividir en paquetes, el punto clave es que la ganancia en eficiencia y velocidad debida a Slinghop compensarán con creces este hecho con su menor duración relativa de extremo a extremo en ambas direcciones.
La Figura 8 sigue mostrando las ventajas de la integración de Slinghop en rutas de larga distancia. El segmento 8-CPT300 muestra cómo el Slinghop es un segmento transparente y bidireccional. La Figura 8 se basa en la Figura 7 con muchos de los mismos elementos indicados. La principal diferencia entre las figuras es que el mecanismo de Slinghop conectado por las rutas 8-CPT302 y 8-CPT306 está oculto en la Figura 8.
En la parte inferior de esta figura se encuentra una nueva línea de ruta de segmentos de extremo a extremo. En lugar de dos flechas separadas 8-CPT302 y 8-CPT306 como en la línea intermedia, el segmento de Slinghop se indica con 8-CPT300.
Cuando se comparan rutas habilitadas para Slinghop con transferencias de larga distancia a través de Internet regular, el beneficio de la velocidad del Slinghop "intermedio" transparente compensa el poco tiempo añadido en cualquiera de los extremos o puntos finales marginales del Slinghop.
La Figura 9 ilustra una comparación visual entre saltos en dos regiones conectadas por un segmento de red de larga distancia de Internet 9-2030 o esos mismos saltos regionales conectados por un segmento de Slinghop 9-2838. El dispositivo B 9-028 encuentra al dispositivo C 9-038 por su dirección IP aunque el transporte subyacente a través de la red de larga distancia P2038 sea a través de Slinghop potenciado por slingshot. El dispositivo C 9-038 encuentra al dispositivo B 9-028 por su dirección a través de la ruta P2830.
La ruta P2030 representa muchos saltos a lo largo de Internet en una larga distancia - esta figura no está dibujada a escala. Y las rutas P2038 y P2830 representan conjuntamente los segmentos bidireccionales de slingshot que juntos constituyen un Slinghop en la larga distancia.
En la larga distancia, el segmento de red 9-2838 tiene un rendimiento significativamente mejor y más rápido que el segmento de red de larga distancia de Internet 9-2030.
La Figura 10 muestra tres tejidos de red diferentes: un túnel de red GVN TUN 10-222 entre los servidores SRV_AP 10- 200 y SRV_AP 10-202; una ruta de Internet de 10-P220 a 10-P236 en Internet abierta; un segmento slingshot 10-SL518 entre los nodos slingshot SLN 10-508 y SLN 10-518 y el recíproco 10-SL508 entre SLN 10-518 y SLN 10-508. Estos tres tejidos se combinan en la red GVN en forma de tapiz de red (network tapestry).
El túnel TUN 10-222 se encuentra por encima (OTT: over-the-top) de Internet y Slinghop utiliza mecanismos slingshot recíprocos en la red troncal de fibra.
Se puede aplicar un análisis algorítmico para elegir qué tipo de transporte escoger con el que la ruta sea más óptima. Este análisis de segmentos y rutas también se puede utilizar para ajustar diversas configuraciones con el fin de obtener el mejor rendimiento.
La Figura 11 se basa en la Figura 7 y muestra algunas de las etapas para el flujo de paquetes en una ruta de ida y vuelta a través de dos slingshots recíprocos que constituyen un Slinghop, insertada en una ruta regular de Internet. El servidor SRV_BBX puede incorporar una funcionalidad de nodo de super computador (SCN: super computer node) o estar conectado a un nodo SCN. Los sistemas de archivos en paralelo (PFS) denotan dispositivos de almacenamiento disponibles en un clúster global al que se puede acceder a través de un acceso remoto directo a memoria (RDMA) tanto para lecturas como para escrituras de archivos utilizando tecnología Slingshot, según se describe en la Patente Provisional de EE.UU. No. 62/266.060, Solicitud de Patente Internacional No. PCT/IB16/01867.
En la ruta recta a lo largo de la figura, se transmiten paquetes IP de forma natural a lo largo de unos segmentos en saltos desde P0-1 hasta P0-14 y en ambas direcciones.
A continuación se describe un conjunto de etapas secuenciales para transmisión en una dirección desde 11-A hasta 11- G:
Etapa 11-A: El inicio de la ruta. El tráfico recorre tres segmentos P0-1, P0-2 y P0-3.
Etapa 11-B: El tráfico entra en el Slinghop en este punto 11-B; desde el punto de vista del cliente, el tráfico fluirá a través del segmento 11-CPT306 hasta el salto en 11-F.
Etapa 11-C: Transparente para el cliente, el tráfico será desviado de la ruta de Internet abierta en 11-B y enviado a 11-C, donde los paquetes IP son capturados en la entrada y empaquetados dentro del archivo para su procesamiento por la cola de escritura 11-WQ502 del servidor de intercambio troncal 11-502. El tráfico es incluido dentro de un archivo de transporte (véase la Figura 23) y guardado en el dispositivo de almacenamiento de archivos en paralelo (PFS) 11 606 en la etapa 11-D.
Etapa 11-D: El archivo guardado por la cola de escritura (también puede ser una escritura directa a través de un acceso RDMA) en el servidor SRV_BBX / SLN 11 -502 es leído del sistema PFS 1 -606 por el servidor SRV_BBX / SLN 1-506 junto con archivos completos durante un tic de tiempo (ver Granularidad de un Tic en la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. 62/296.257) en un lote de acuerdo con la Figura 24 para la lectura por lotes de archivos completos. Véase la Figura 25 para la lectura de un archivo en un lote y el uso de 25-RQP00 a través de 25-RQP606. Una vez utilizados, los archivos son marcados por el post proceso P 25-Q00 a través de 25-Q606. Este marcado de archivos es esencial para que un archivo no sea leído dos veces por dos lotes superpuestos. Para el lote durante el tiempo 25-T08 en w S ms. Durante la siguiente duración de lote de 25-T18, se leen y utilizan los siguientes archivos
25-RQP10 a través de 25-RQP616, y después de su uso son marcados por el post proceso P 25-Q10 a través de 25-Q616.
Etapa 11-E: El archivo es recuperado por el gestor de la cola de lectura 11-RQ506 en el servidor de intercambio troncal (SRV_BBX) 11-506 y es dividido en paquetes individuales. Los paquetes vuelven a entrar en la ruta de Internet en 11-F procedentes de 11-E a través de la ruta 11-P506. Por lo tanto, son empaquetados de nuevo y enviados según su ruta.
Etapa 11-F: Cada paquete vuelve a entrar y a continuación es transmitido a través de la ruta estándar de Internet desde la dirección IP de 11-F a 11-G a través de los segmentos P0-11, P0-12, P0-13, a P0-14.
Etapa 11-G: Cada paquete es transmitido al destino más allá de 11-G en Internet local 11-CTP240 a través de la ruta desde el servidor SRV_BBX 11-506 a través de la ruta 11-CPT200.
A continuación se describen las siguientes etapas secuenciales para la transmisión en la otra dirección de 11-H a 11-N.
Etapa 11-H: Los paquetes de retorno o los paquetes que se originan en Internet en las proximidades de 11-H son transmitidos a través de la ruta P0-14 a P0-13 a P0-12 a P0-11 y entran en Slinghop en 11-I.
Etapa 11-I: Los paquetes entran en Slinghop a través de la dirección IP en el extremo o punto final 11-I del segmento P0-11 y son pasados al servidor SRV_BBX / SLN 11-506, donde los paquetes son combinados en la carga útil de un archivo "portador" formado por diversos paquetes.
Etapa 11-J: El archivo "portador" combinado con diversos paquetes es guardado en el sistema PFS 11-602 por la cola de escritura 11-WQ506 a través de la ruta 11-W602 desde el servidor SRV_BBX / SLN 11-506.
Etapa 11-K: La cola de lectura 11-RW502 extrae regularmente lotes de archivos del sistema PFS 11-602. La operación en el servidor SRV_BBX 11 -502 en la etapa 11-K es muy similar a la 11-D.
Etapa 11-L: El archivo "portador" es recuperado por el gestor de la cola de lectura 11-RQ502 en el servidor SRV_BBX / SLN 11-502 y es dividido en paquetes individuales. Los paquetes vuelven a entrar en la ruta de Internet en 11-M procedentes de 11-F a través de la ruta 11-P502. Por lo tanto, son empaquetados de nuevo y enviados según su ruta. Etapa 11-M: Cada paquete vuelve a entrar y a continuación es transmitido a través de la ruta estándar de Internet desde la dirección IP de 11-M a 11-N a través de los segmentos P0-3, P0-2, a P0-1.
Etapa 11-N: Cada paquete es transmitido al destino más allá de 11-N en Internet local 11-CTP 140 a través de la ruta desde el servidor SRV_BBX / SLN 11-502 a través de la ruta 11-CPT100.
La comparación de tiempos indicada y otros elementos se basan en la figura 6 y se incluyen en esta figura sólo como punto de referencia. El punto clave en este caso son las etapas que se han descrito anteriormente.
Desde el punto de vista del paquete, cada uno de 11-CPT306 y 11-CPT302 son sólo otro segmento entre dos saltos, aunque sustituyen a muchos saltos intermedios y se benefician de la eficiencia de la tecnología slingshot.
La Figura 12 es una extensión de la Figura 11, y detalla el proceso de operaciones de Slinghop y sus conversiones de paquetes en archivos y a continuación de nuevo en paquetes en ambas direcciones del Slinghop. Esta figura muestra, en algunas formas de realización, cómo los paquetes de solicitudes P1-1 a P1-8 son recibidos por el Slingshot, son combinados en un lote de solicitudes 12-312 que es enviado por el Slingshot al otro lado para su separación y los paquetes individuales P2-1 a P2-8 son pasados a Internet 12-322. Las respuestas individuales P3-1 a P3-8 son recibidas por el slingshot y son combinadas en un lote de respuestas 12-332 para su separación de nuevo en paquetes de respuesta individuales P4-1 a P4-8.
Como ilustración, 11-CPT306 es el Slinghop para una petición procedente de un origen anterior al segmento P0-1 a un objetivo de más allá de P0-14 con una respuesta de 11-CPT302 enviada de vuelta a través del Slinghop.
El flujo corresponde a las rutas de la recepción de una serie de paquetes a través de las rutas P1-1 a P-1-8 por parte de un servidor SRV_BBX / SLN y su posterior almacenamiento en búfer en un archivo combinado por parte de la cola de escritura. El archivo formado por los paquetes REQ1 a REQ8 es enviado en una dirección a través de un guardado en el sistema PFS 11-606 a través del Lote de Peticiones Slinghop 11-312.
El flujo corresponde a las rutas de la recepción de una serie de paquetes a través de las rutas P1-1 a P-1-8 por parte de un servidor SRV_BBX / SLN y su posterior almacenamiento en búfer en un archivo combinado por parte de la cola de escritura. El archivo formado por los paquetes REQ1 a REQ8 es enviado en una dirección a través de un guardado en el sistema PFS 11-606 a través del Lote de Peticiones Slinghop 11-312.
Desde el punto de salida del lote de peticiones 12-312 los paquetes individualizados siguen las rutas P2-1 a P2-8 hasta sus correspondientes direcciones de destino en Internet 12-322. Suponiendo que los hosts de destino están todos operativos y responden, sus paquetes de retorno localizan y vuelven a entrar en el segmento transparente del Slinghop a través de las rutas P3-1 a P3-8 para su recombinación en un archivo que es transmitido a continuación mediante guardado del archivo a través de la ruta Lote de Respuestas 12-332. Al llegar al otro extremo o punto final
del Slinghop transparente, el archivo es leído y los paquetes vuelven individualmente a sus dispositivos de origen a través de las rutas P4-1 a P4-8.
La Figura 13 se basa en la figura 12 con la adición de comparaciones de tiempo relativo para evaluar la utilidad del salto transparente de Slinghop (Proceso en el servidor SRV_BBX 13-CPT110 más el salto de Slingshot 13-CPT300 más el Proceso en el servidor SRV_BBX 13-CPT210) frente al tránsito por segmentos trans regionales de Internet 13-CPT340. En esta figura, las referencias al servidor SRV_BBX se pueden referir a un servidor SRV BBX independiente, a un nodo Sling (SLN) o a una combinación de los mismos.
En algunas formas de realización, un paquete es combinado, encapsulado o fusionado de otra manera en un archivo portador que contiene la carga útil de slingshot, a continuación el archivo de slingshot es transportado y en el otro lado, el contenido de la carga útil es separado de nuevo en sus partes individuales, y a continuación el paquete es enviado. Los elementos 13-TW, 13-TX, 13-TW, 13-TY, y 13-TZ en esta figura se correlacionan directamente con los elementos TV, TX, TW, TY, y TZ en las siguientes ecuaciones Ecuación 13-1, Ecuación 13-2, y Ecuación 13-3.
La latencia total de la ruta de Internet se puede deducir a partir de la suma de la duración At de Internet local 13-CPT140 más Internet trans regional 13-CPT340 más Internet local 13-CPT240.
Ecuación 13-1:
Tiempo total de ruta de Internet At(P004) = At(TX ms) At(TW ms) At(TY ms)
La latencia total de la ruta para Internet híbrida mejorada con Slinghop la ruta Slinghop se puede calcular sumando la suma de las rutas al servidor SRV_BBX 13-CPT100 más el proceso en el servidor Sr V_BBX 13-CPT110 más el salto de Slingshot 13-CPT300 más el proceso en el servidor SRV_BBX 13-CPT210 más el servidor SRV_BBX a Internet 13-CPT200.
Ecuación 13-2:
Tiempo total de ruta híbrida Internet-Slinghop (P504) = At(TX ms) 2*At(TV ms) At(TW ms) At(TY ms)
La duración At 13-TX ms es equivalente para las zonas de Internet local 13-CPT140 y las rutas al servidor SRV_BBX 13-CPT100.
La duración At 13-TY ms es equivalente para las zonas de Internet local 13-CPT240 y las rutas al servidor SRV_BBX 13-CPT200.
Las etapas de proceso 13-CPT110 y 13-CPT210 indican tanto el buffer RAM de corto plazo como agrupaciones. El salto de Slingshot 13-CPT300 es un salto transparente desde el punto de vista del cliente.
La Figura 14 muestra algunas de las opciones de conectividad disponibles entre dos Nodos Globales 14-GN02 y 14-GN04. Esta figura visualiza el menor tiempo de escritura desde una región 14-GN02 en un sistema PFS 14-604 frente al mismo tiempo que tarda un paquete de Internet en transitar a través de la ruta 14-P004. Y en sentido contrario desde 14-GN04 al sistema PFS 14-602. Una opción de conectividad es a través de Internet a través de la ruta 14-P004 y la otra opción de conectividad es a través de Slinghop a través de la ruta 14-P504. La ruta de slingshot 14-P504 indica la latencia entre dos nodos de red troncal 14-BBN02 y 14-BBN04 a través de Slinghop potenciado por slingshot sobre fibra de red troncal o una conectividad equivalente. La ruta de Internet 14-P004 representa una conectividad a través de varias opciones de ruta a través de Internet y su correspondiente rango de latencias entre esos puntos.
Esta forma de realización de ejemplo muestra la funcionalidad de la canalización que potencia el Slinghop según se ilustra en la Figura 13. Cuando se compara la latencia total de la ruta 14-P004 con la ruta 14-P504, se utilizan las ecuaciones indicadas en la Figura 13. Por motivos de simplificación, las dos etapas de Proceso en el servidor SRV_BBX (y SLN) 13-CPT110 y de Proceso en el servidor SRV_BBX (y SLN) 13-CPT210 consumen la misma duración de tiempo.
Por lo tanto, la mejora del Slinghop en el salto de Slingshot 13-CPT300 debe incluir los tiempos de las etapas de procesamiento del Proceso en el servidor SRV_BBX 13-CPT110 y del Proceso en el servidor SRV_BBX 13-CPT210, por lo tanto 13-TV * 2.
Según la Figura 13, la duración de tiempo (At) para el segmento trans regional de Internet 13-CPT340 se etiqueta con 13-TW y se mide en milisegundos (ms). En esta figura, se indica con At{TW ms}. La duración de tiempo (At) para el salto de Slingshot 13-CPT300 se etiqueta con 13-TZ en esta figura, y sus segmentos de procesamiento asociados
"Proceso en el servidor SRV_BBX" 13-CPT110, 13-CPT210. También se miden en ms. En esta figura, se indica con At{TV TZ TV}.
Por lo tanto, para que Slinghop sea eficaz, debe ser más eficiente y tener una latencia menor que la conectividad a través de Internet abierta:
Ecuación 14-1:
At{TV TZ TV} < At{TW ms}
El significado de esta ecuación es que el tiempo combinado para: TV, que es un procesamiento para añadir elementos a la carga útil de slingshot y para prepararla; TZ, que es el envío de la carga útil por medio de slingshot; y TV, que es el procesamiento de la carga útil para separarla de nuevo en elementos separados. La suma de estas tres partes es el tiempo total de slingshot. TW representa el tiempo que tardaría un paquete en transitar por Internet a través de una ruta IP. TV en cualquiera de los extremos o puntos finales añade un tiempo. TZ es un transporte rápido. La cuestión es que el tiempo marginal que añade TV en cualquiera de los extremos o puntos finales debería compensarse con el tiempo más rápido de TZ. Cuando se compara TV TZ TV, el total neto debería seguir siendo menor que TW.
Por lo tanto, At{TV TZ TV} debe ser menor que At{TW ms}. La razón es que la duración añadida por el procesamiento requerido At(TV) en ambos extremos o puntos finales de un Slinghop debe ser compensada por la ventaja en velocidad ofrecida por la sección Slingshot del segmento At(TZ) entre las cabezas de puente de los extremos o puntos finales del Slinghop.
Hay otras ventajas que presenta el slinghop, tal como un amplio ancho de banda paralelo que es más eficiente que el tráfico IP empaquetado en la distancia, pero esto no se describe en esta figura.
La Figura 15 muestra conexiones troncales entre diversos mercados financieros clave. Esta figura muestra la ubicación geográfica de algunos nodos globales de una red GVN y ejemplos de rutas de conectividad. A efectos ilustrativos, las líneas se dibujan como líneas rectas entre puntos.
En realidad, debido a los límites políticos/administrativos, límites de ciudad, zonificación, características geográficas tales como masas de agua, diversos cambios de elevación y otras razones, las rutas reales de los canales rara vez son rectas o directas. Sin embargo, la distancia adicional causada por desviaciones de la ruta potencialmente más directa en la mayoría de los casos no añade suficiente distancia que tenga un efecto significativamente adverso de latencia añadida.
Los segmentos se pueden describir como pares de ciudades/ubicaciones y, a efectos de Slinghop, el extremo o punto final de origen del Slinghop es representado por una dirección IP de un servidor o dispositivo de puerta de enlace que se encuentra allí, con un segmento que transita por el segmento de Slinghop hacia la dirección IP del servidor o dispositivo de puerta de enlace en la ciudad/ubicación de punto final de destino.
El tránsito desde una ubicación a otra es tan sencillo como ir de la dirección IP de origen a la dirección IP de destino y para la ruta en sentido contrario las direcciones IP están en orden recíproco. Este segmento único sustituye a muchos otros segmentos IP en Internet y está optimizado por Slinghop.
La gestión de nombres en el sistema PFS se puede basar en el último octeto o en los dos últimos octetos de una dirección IP. La gestión de nombres del sistema PFS también puede incluir un código de ciudad, región, dirección IP, nodos mundiales indicados y otros factores. Pares de direcciones IP que denotan cabezas de puente en cualquier extremo o punto final de un segmento.
Por ejemplo, de 188.xxx.xxx.128 a 188.xxx.xxx. 100 se realiza escribiendo en el sistema PFS 15-600. Y si es en sentido contrario, de 188.xxx.xxx. 100 a 188.xxx.xxx. 128 se realiza escribiendo en el sistema PFS 15-628.
Al igual que en rutas de aerolíneas para los viajes de ida y vuelta, la combinación de dos segmentos unidireccionales constituyen una integración de ida y vuelta transparente de Slinghop anidada en una ruta IP existente.
La Figura 16 muestra tanto las rutas de Internet como las rutas Slinghop entre tres nodos globales, 16-GN02, 16-GN04 y 16-GN06. Esta figura se basa en la Figura 14 y añade una ubicación regional adicional. Los tres dispositivos PFS están disponibles para Slingshot. Compara la eficiencia de paso y la ventaja en velocidad entre sling e Internet. Las rutas 16-P004 y 16-P006 son a través de Internet. Las rutas 16-P504 y 16-P506 son a través de Slinghop.
La Figura 17 ilustra cómo una red virtual global (GVN) puede incorporar tecnologías tales como Network Slingshot para obtener sin problemas grandes ventajas en la distancia. Network Slingshot se describe con más detalle en la Patente Provisional de EE.UU. No. US62/266.060 o en la Solicitud Internacional de Patente No. PCT/IB16/01867.
La Figura 17 describe una red virtual global GVN 17-028 que conecta una LAN 17-376 a través de un dispositivo de punto final EPD 17-378 o una ruta de salida/entrada a través de EIP 17-322 con un servidor SRV_AP 17-368. También describe cómo un servidor SRV_AP 17-302 es una "cabeza" frontal para conectarse a un Slingshot y/o Slinghop potenciado mediante sling. El servidor de intercambio troncal SRV_BBX 17-502 se conecta a nodos sling SLN 17-538 y a la red troncal sling global de 17-P506 a 17-P504, así como a dispositivos PFS 17-602.
El primer límite es el punto de salida y entrada (EIP) de la red GVN 17-322 entre Internet 17-328 y la red GVN 17-028 o el EPD 17-378 entre una LAN 17-376 y la red GVN 17-028. El siguiente límite es el perímetro seguro 17-182. Este enfoque de seguridad por capas protege la infraestructura central en la que se basa la red GVN.
El perímetro seguro 17-182 que hace de delimitación entre la red GVN y la red troncal de la red GVN protege la red global de alta velocidad. La sección de la red GVN por encima del perímetro 17-822 tiene un tráfico que fluye por encima (OTT) de la Internet abierta a través de unos túneles de red GVN seguros. Bajo el perímetro seguro 17-182, unas conexiones de red GVN utilizan diversos protocolos a través de fibra oscura u otra conectividad que no son directamente accesibles desde Internet.
Un nodo sling (SLN) 17-538 puede ser un nodo de super computador/clúster (SCN), un computador/clúster de alto rendimiento (HPC), o un equivalente que opera dentro (por debajo) del perímetro seguro 17-832 el cual puede operar una red interna real con características avanzadas tales como un acceso remoto directo a memoria (RDMA) hasta un dispositivo de sistema de archivos en paralelo (PFS) 17-602.
El anillo global para dispositivos de almacenamiento en sistema PFS a través de 14-P506 y 14-P504 junto con otros nodos que no se indican en este caso.
El servidor SRV_AP 17-302 suministra y/o recupera información al/del servidor SRV_INFO 17-338.
El Perímetro Seguro 17-182 se encuentra entre el tráfico IP por Ethernet por encima del SP 17-182 y el tráfico interno no IP de Slingshot/Slinghop por debajo del mismo.
La Figura 18 es una extensión de la Figura 16, e ilustra la topología de un mecanismo de Slinghop indicando la disposición de dispositivos PFS 18-602, 18-604, y 18-606. Muestra además como pueden ser conectados directamente a través de un segmento 18-P504 o a través de dos o más segmentos acoplados de 18-P504 a 18-P506. El punto clave es que un nodo sling en la región 18-GN02 puede escribir en un sistema PFS 18-604 en la región 18-GN04 o en el sistema PFS 18-606 en la región 18-GN06, etc. Estas escrituras son directas y no tienen que ser retransmitidas entre dispositivos PFS en una región intermedia.
La Figura 19 muestra el interior y las operaciones de Slinghop con respecto a una estructura topológica. La Figura 19 no está a escala. Muestra cómo los servidores de intercambio troncal (SRV_BBX) y los nodos sling (SLN) de 19-502 a 19-516 pueden acceder y escribir en diversos dispositivos PFS tales como 19-602 a 19-616. Todos ellos están conectados a través de una red troncal interna de diversos segmentos acoplados de 19-P502 a 19-P516. Como ejemplo, se muestra cómo el Slinghop se puede integrar con una red GVN y algunos de sus dispositivos tales como un servidor de punto de acceso (SRV_AP) 19-302, un dispositivo de punto final (EPD) 100 y un servidor de control central (SRVCNTRL) 200.
La Figura 20 se basa en la Figura 19 con algunas excepciones. El punto clave es que se pueden encontrar nodos Slinghop a través de por ejemplo la dirección IP X.X.X.02 en BBX / Sl N 20-502 o la dirección IP X.X.X.10 en el servidor SRV_BBX / SLN 20-510. Diferencias entre estas formas de realización de ejemplo son que la mayoría de los puntos de nodo de cabeza de puente pierden intensidad para mostrar la disponibilidad con dos puntos de nodo de cabeza de puente que indican la conectividad Slinghop desde la Región 220-ZN02 a la Región 1020-ZN10 a través del servidor SRV_b Bx / SLN 20-502 para escribir directamente a través de un acceso RDMA en un sistema PFS 20-610 con el servidor SRV_BBX / Sl N 20-510 leyendo el archivo portador y utilizándolo en la Región 10 20-ZN10. El tráfico recíproco en la otra dirección desde la Región 1020-ZN10 a la Región 2 20-ZN02 es escrito a través de un acceso Rd Ma por el servidor SRV_BBX / SLN 20-510 en el sistema PFS 20-602. El archivo portador es leído por el servidor SRV_BBX / SLN 20-502 para ser utilizado en el mismo.
Estas cabezas de puente están en negrita para destacar su ubicación y enfoque. Se indican unas direcciones IP con fines ilustrativos X.X.X.02 en el servidor SRV_BBX / SLN 20-502 y X.X.X.10 en el servidor SRV_BBX / SLN 20-510 como cualquiera de los extremos o puntos finales. Por lo tanto, el Slinghop es desde la Región 2 a la Región 10 por orden de IP de X.X.X.02 a X.X.X. 10, y en sentido contrario desde la Región 10 a la Región 2 por orden de IP de X.X.X.10 a X.X.X.02.
Slingshot determina la región de destino y la mapea con una unidad del sistema PFS 20-610 o 20-602 a la que accederá la cola de lectura en un SLN en la parte remota.
La Figura 21 ilustra una red virtual global (GVN) o una red similar distribuida globalmente que utiliza una topología de concentrador y radios (hub and spoke topology) con enrutamiento octagonal en la red troncal, con puntos de salida/entrada (EIP) indicados. La forma de octágono es sólo para fines ilustrativos para relacionar la Figura 20 en una imagen más amplia.
La Figura 21 muestra la topología de red de una red GVN en dos regiones diferentes 21-RGN-A y 21-RGN-B y cómo las regiones están conectadas a través de las rutas 21-P0A y 21-P0B a través de una conectividad global 21-RGN-ALL. Además, la figura 21 muestra las conexiones de tipo concentrador y radios (hub & spoke) en cada una de las dos regiones. Los múltiples puntos de salida y entrada (EIP) 21-EIP400, 21-EIP420, y 21-EIP410, 21-EIP430 en cada región son radios añadidos al modelo concentrador y radios (hub & spoke).
Los servidores SRV_BBX 21-280 y SRV_BBX 21-282 son servidores de intercambio troncal y proporcionan la conectividad global. Un servidor SRV_BBX puede estar dispuesto como uno o más servidores de carga balanceada en una región que presta servicio como enlaces globales. Unos servidores de punto de acceso (SRV_AP) 21-302, 21 304 y 21-306 en 21-RGN-A se conectan con el servidor SRV_BBX 21-280. El servidor central de control (SRV_CNTRL) 21-200 presta servicio a todos los dispositivos de esa región y puede ser uno o diversos servidores maestros SRV_CNTRL. Unos dispositivos de punto final (EPD) de 21-100 a 21-110 se conectarán con uno o más servidores SRV_AP múltiples a través de uno o más túneles concurrentes múltiples.
Esta figura muestra además múltiples puntos de salida y entrada (EIP) 21-EIP420, 21-EIP400, 21-EIP430, y 21-EIP410 como radios añadidos al modelo concentrador y radios (hub and spoke) con rutas hacia y desde Internet abierta. Esta topología puede ofrecer conexiones EPD con un EIP en regiones remotas enrutadas a través de la red GVN. Como alternativa, esta topología también admite conexiones EPD con un EIP en la misma región, con un EPD en la misma región, o con un EPD en una región remota. Estas conexiones se optimizan de forma segura a través de la red GVN. Esto también facilita la llegada de un EPD desde Internet abierta con un tráfico que entra en el EIP más cercano al origen y que es transmitido a través de la red GVN obteniendo los beneficios de la optimización de la red GVN.
En la Figura 21, RGN significa Nodo o nodos Globales de Anillo o Nodo o nodos Globales Regionales, y RGN_ALL significa Todos los Nodos Globales enlazados. Los Nodos Globales pueden ser gestionados por un MRGN, que significa Gestor de Nodos Globales Regionales o Malla de Nodos Globales Regionales (Manager of Regional Global Nodes or Mesh of Regional Global Nodes).
La Figura 22 describe la topología física de un anillo de nodos globales. Esta figura simplifica las figuras 19 y 20, mostrando los puntos clave de una red troncal global de 22-P502 a 22-P516, unos dispositivos PFS de 22-602 a 22 616, que son accedidos por un servidor SRV_BBX / SLN de 22-502 a 22-516. Cada nodo global consta de un dispositivo SRV_BBX y su dispositivo PFS asociado. Los nodos globales son conectados entre sí directamente o a través de uno o más de los otros nodos globales.
En la Figura 21, un RGN es un "Nodo Global Regional" y el elemento 21-RGN-ALL representa "Todos los Nodos Globales Regionales enlazados". El anillo octogonal que se representa en la Figura 21 en el elemento 21-RGN-ALL se encuentra ampliado en este caso para proporcionar una vista más detallada.
El enrutamiento se basa en la escritura en un dispositivo PFS de destino a través de un acceso RDMA, y la posterior lectura del archivo por parte de un servidor SRV_BBX / SLN en la región de destino y el posterior uso de los datos en el mismo.
La estructura global de conectividad PFS es octogonal a efectos ilustrativos y, en realidad, puede adoptar cualquier forma. El mecanismo de Slinghop depende de la conexión de diversos dispositivos en una capa física.
En base a las Figuras 19 a 21, este anillo octogonal representa las opciones de enrutamiento para Slinghops.
La Figura 23 describe cómo se puede hacer que el archivo portador de Slinghop contenga paquetes de diversos tamaños (por ejemplo, diversos tejidos de Internet pueden estar conectados con nodos Sling). La Figura 23 describe un archivo "portador" que es enviado a través de Slingshot que consiste en una carga útil de paquetes en los datos del cuerpo 23-200. Esta forma de realización de ejemplo describe un archivo de datos organizado en tres secciones definidas: Información de cabecera 23-100, carga útil que contiene unos del cuerpo 23-200, y un pie de archivo 23 300. Este archivo puede ser almacenado en memoria RAM, en otra memoria, guardado en disco, o almacenado de otra manera en otra forma de memoria o almacenamiento. La cabecera puede contener información sobre el origen host, el destino host, marca de tiempo y otra información. Se puede almacenar información de seguridad en campos tanto en la sección de cabecera como en la de pie de archivo. Esta información de seguridad puede contener referencias a claves a utilizar en el descifrado, así como otra información. La carga útil (datos del cuerpo) puede ser encriptada total o parcialmente o enviada sin encriptar. Se utiliza una suma de comprobación de la carga útil en el pie de archivo para validar la integridad de los datos del cuerpo. La notación EOF en el pie de archivo indicará que el
archivo ha llegado, está completo y listo para ser validado/verificado en cuanto a precisión y a continuación, finalmente, utilizado.
La Figura 23 ilustra diversos paquetes de tamaño pequeño tal como los paquetes 23-A, 23-C, 23-E y 23-F, un paquete mediano 23-D, o paquetes más grandes tal como el paquete 23-B. Estos paquetes se encuentran combinados en un archivo portador para transporte Slinghop potenciado por Slingshot y separados en distintos paquetes cuando el archivo escrito es accedido y utilizado para continuar su transmisión.
La Figura 24 describe un proceso de lectura por parte de un nodo sling (SLN) en un proceso sling. Uno de los puntos clave de esta forma de realización de ejemplo es demostrar la secuenciación de lotes de extracción de archivos, el tratamiento del archivo portador de agrupaciones/paquetes combinados u otros archivos o estructuras de datos, y el procesamiento de archivos portadores en flujos paralelos de manera eficiente evitando el uso duplicado de archivos recibidos.
Esta forma de realización de ejemplo ilustra la importancia de una granularidad de un tic en una aplicación práctica. Se basa en la Figura 25 de la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. 62/266.060 y de la Solicitud de Patente Internacional No. PCT/IB 16/01867 y describe la extracción de un lote de archivos de una cola en la que aparecen continuamente nuevos archivos.
En la Figura 24, hay lotes de lecturas de archivos 24-5200, 24-5210, y 25-5220 que están sincronizados con retardos, y un mecanismo sólo para leer y usar archivos completos. Los que aún no están completos, es decir, que no han llegado del todo, no son tenidos en cuenta para que sean comprobados por lotes de lectura subsiguientes. Los que han sido utilizados 24-5202, 24-5212, y 25-5222, son marcados como leídos, y o son movidos a otra carpeta, o son borrados, o son marcados o procesados de otra manera, para que los archivos que ya han sido procesados no vuelvan a ser procesados por lotes de la cola de lectura subsiguientes.
La Figura 24 describe la extracción de lotes de archivos del sistema PFS 24-201 durante un periodo que va desde el INICIO 24-5000 hasta el FINAL 24-5999. El tiempo se describe en ambos ejes, con intervalos en la parte superior y lotes en la parte izquierda.
El intervalo A 24-5100 y la extracción de lote A 24-5200 tienen lugar al mismo tiempo. El USO 24-5202 tiene lugar al final de este intervalo. El intervalo B 24-5110 y la extracción de lote B 24-5210 tienen lugar al mismo tiempo. El USO 24-5212 tiene lugar al final de este intervalo. El intervalo C 24-5120 y la extracción de lote C 24-5220 tienen lugar al mismo tiempo. El USO 24-5222 tiene lugar al final de este intervalo.
Hay un problema existente al tener un intervalo que comienza justo después de que otro haya terminado porque puede no haber suficiente tiempo para que un archivo sea marcado como leído, aunque haya sido leído por un proceso por lotes anterior. Este problema se describe en la Figura 24 de la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No.
62/266.060 y de la Solicitud de Patente Internacional No. PCT/IB16/01867. Este es un defecto muy peligroso ya que, por ejemplo, una solicitud comercial que se ejecuta dos veces podría causar un daño financiero significativo y/u otras consecuencias no deseadas.
La Figura 24 se asemeja a la Figura 24 de la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. 62/266.060 y a la figura 25 de la Solicitud de Patente Internacional No. PCT/IB16/01867 en todos los aspectos, excepto en que esta figura incluye un retardo A 24-5102 entre el intervalo A 24-5100 y el intervalo B 24-5110 (y entre la extracción de lote A 24 5200 y la extracción de lote B 24-5210).
Entre el intervalo B 24-5110 y el intervalo C 24-5120 (y entre la extracción de lote B 24-5210 y la extracción de lote C 24-5220) hay otro retardo B 24-5112.
El punto clave es que este retardo permite que el lote actual evalúe y procese todos los archivos que ha extraído y, cuando haya utilizado los archivos completos, marque esos archivos como leídos.
Este retardo añadido al mecanismo es totalmente dinámico y puede ser prolongado si se requiere más tiempo de procesamiento de un lote o acortado si se completa el procesamiento de un lote. Los tiempos de intervalo también pueden ser ajustados dinámicamente en función de una serie de factores.
La Figura 25 describe con más detalle la secuencia de tiempo de la lectura de archivos por parte de nodos sling. El proceso de cola de lectura RQP tal como 25-RQP00 o 25-RQP10 es donde se verifica si los archivos que hay en la carpeta de entrada del sistema PFS 25-606 están completos, y cuando están completos son procesados y los archivos incompletos son ignorados. El post procesamiento Q, tal como 25-Q00 y 25-Q10, es donde los archivos procesados son marcados o tratados de otra manera. La etapa de sincronización es un retardo u otra forma de cambio de tiempo o de otro tipo, tal como 25-R00 y 25-R10 entre lotes.
Esta figura muestra un periodo fijo para cada lote, siendo variable la etapa de sincronización para ayudar a mantener la precisión temporal. También gobierna el número máximo de archivos que podrían ser procesados por un lote si se fueran a exceder el tiempo de procesamiento y el tiempo de post procesamiento esperados en caso de procesar más archivos.
Ecuación 14-1: At = P+Q+R
t = Tiempo delta desde el inicio de un tic hasta el final del tic
P = Tiempo de procesamiento por lotes de elementos para este tic en el ciclo.
Q = Tiempo de post procesamiento de lote.
R = Tiempo de retardo para garantizar que no hay solapamiento entre elementos de lote y/o para establecer un desplazamiento entre tics.
La granularidad de un tic ha sido discutida en la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. 62/296,257. La granularidad de un tic se basa en una serie de factores. El momento de inicio de un tic se basa en la finalización del último ciclo llamado por un tic o según un intervalo de tiempo fijo programado.
Hay dos tipos de ciclos. Un ciclo de tiempo fijo se basa en una estimación del tiempo por elemento a procesar (P) y a continuación el tratamiento de post procesamiento (Q), se establece una cantidad limitada de elementos. Este límite garantiza que cada ciclo no se ejecute más allá del tiempo permitido. Un ciclo de tiempo variable permite procesar todos los elementos de ese lote. El tiempo de retardo R garantiza que el siguiente ciclo extraiga un nuevo lote y que se hayan procesado todos los elementos del último lote procesado (P) y que se haya completado el post procesamiento (Q). Por ejemplo, en el caso de archivos en una cola, se puede procesar una lista en la etapa P y a continuación marcar, mover, eliminar o tratar de otro modo los archivos para que no sean extraídos en el siguiente lote. El retardo de tiempo (R) garantiza que haya un retardo suficiente entre el último elemento procesado y post procesado en el último lote y el primer elemento a procesar en el siguiente lote.
Un componente de este gestor de tics es mantener registros históricos de datos de tiempo de ejecución para cada ciclo. Estos registros guardados se pueden utilizar para analizar periodos de infrautilización y de máxima utilización. También puede detectar retardos debidos a elementos no procesados que se han descartado a causa de cantidades limitadas por ciclo. Si esto tiene lugar con demasiada frecuencia, es un indicador de que se necesita más potencia de procesamiento, de que el software es ineficiente, o puede indicar otros problemas tales como ralentizaciones de la base de datos o la necesidad de reestructuración del software, y/u otros problemas.
El tic puede tener una granularidad tan fina como lo requiera la aplicación, puede ser configurado para que se ejecute en un intervalo fijo, o en diversos intervalos en base a la longitud del ciclo. La granularidad de un tic permite destellos de baliza de red consistentes, funcionalidad relacionada con slingshot, y otra funcionalidad que depende del tiempo. Para más características y detalles sobre La Granularidad de un Tic se muestran en la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. 62/296.257.
Este ejemplo muestra dos extracciones de archivos por lotes en un servidor de intercambio troncal (SRV_BBX) con Lectura de Cola Proceso 25-RQP00 y Lectura de Cola Proceso 25-RQP10. Ambos extraen archivos del mismo sistema de almacenamiento de archivos en paralelo PFS Ficheros de Entrada 25-606. Los archivos extraídos en 25-RQP00 a través de la ruta 25-RQP606 son procesados y a continuación marcados en el post procesamiento Post P 25-Q00 a través de la ruta 25-Q606.
Este es un punto de vital importancia porque la siguiente extracción de archivos por lotes Lectura de Cola Proceso 25-RQP10 de archivos entrantes del sistema PFS 25-606 a través de la ruta 25-RQP616 sólo debe incluir archivos no marcados o no completados por lotes anteriores. A continuación, en el Post P 25-Q10, los archivos extraídos y utilizados son marcados a través de la ruta 25-Q616 para que no sean extraídos de forma inadvertida por una extracción subsiguiente de archivos por lotes.
La Figura 26 muestra lotes con un intervalo de tiempo variable (no fijo). Los tiempos 26-T00 y 26-T10 y 26-T20 se basan en el número de elementos procesados en cada lote, y el siguiente lote comienza poco después. La Figura 26 es similar a la Figura 25. Sin embargo, también ilustra el procesamiento de cantidades variables de archivos y cómo esto afecta tanto al tiempo de procesamiento como al tiempo de post procesamiento, además de indicar el retardo mínimo antes de que se deba ejecutar el siguiente ciclo.
Hay tres ciclos indicados en este caso: 26-T00, 26-T10 y 26-T20. Y cada uno tiene respectivas cantidades diferentes que corresponden a la Cantidad 58 en 26-QNTY00, la Cantidad 22 en 26-QNTY10 y la Cantidad 8 en el 26-QNTY20.
Estas cantidades variables influyen en la duración de cada intervalo.
La Figura 27 se basa en la Figura 24 y continúa describiendo el procesamiento por lotes de archivos con la adición de archivos individuales mostrados. El USO de Archivos ilustra el USO 27-5202 de los archivos de la extracción de lote A 27-5200, el USO 27-5212 de los archivos de la extracción de lote B 27-5210, y el USO 27-5222 de los archivos de la extracción de lote C 27-5220.
El Uso de Archivos (Lote A) 27-5206 envía los archivos 27-00 y 27-02 en paralelo y termina en el Final de Lote 27 5208. El Uso de archivos (lote B) 27-5216 envía los archivos 27-04 y 27-06 y 27-08 en paralelo y termina en el Final de Lote 27-5218. El Uso de Archivos (Lote C) 27-5226 envía los archivos 27-10 y 27-12 y 27-14 en paralelo y termina en el Final de Lote 27-5228.
El punto clave es que la extracción de archivos se realiza en lotes que están disponibles en paralelo y, por lo tanto, la fase de uso también es en paralelo. Los archivos que no estén listos en la extracción de lote A 27-5200, tal como el archivo 27-04 y el archivo 27-06, no serán extraídos ni utilizados hasta que estén disponibles. Los archivos 27-04 y 27-06 son extraídos con el archivo 27-08 en la extracción de lote B 27-5210.
La Figura 28 describe un algoritmo para evaluar cuál es el procedimiento de transporte más eficiente, ya sea una medida de latencia de ruta de Internet 28-D10 o un Slingshot 28-D20.
La lógica de decisión algorítmica de si es más rápido y/o más eficiente enviar paquetes a través de una ruta de Internet o a través de una ruta de Internet mejorada por Slingshot con un segmento transparente de Slinghop entre un par (o más de un par) de direcciones IP. No tiene en cuenta la fiabilidad o pérdida o congestión relacionadas u otras cuestiones más allá de la latencia que puedan influir en el rendimiento de la ruta de Internet.
El uso de Slinghop presenta ineficiencias de At en cada cabeza de puente del segmento de salto transparente Slinghop frente a la ganancia conseguida con la utilización de Slinghop. Se necesita una distancia mínima para compensar el requisito de tiempo de procesamiento del mecanismo de Slinghop. La medición de la latencia de IP 28-D10 utiliza la ecuación 13-1 para medir el tiempo total de la ruta de Internet At. La medición de la latencia de SL28-D20 utiliza la ecuación 13-2 para medir el tiempo total de la ruta híbrida Internet-Slinghop At.
La comparación de la latencia de IP vs SL 28-D30 utiliza la ecuación 14-1 At{TV TZ TV} < At{TW ms}. Hay una decisión de "Comparación de la latencia de IP vs SL 28-D30" que busca la latencia para la ruta de Internet 28-CPT340 en una medición de ms 28-TW ms para determinar si es mayor o menor que el tiempo de la suma de mediciones de tiempos para la ruta slingshot 28-CPT302/28-CPT306, que es la suma de los valores 28-TV 28 TZ 28-TV.
Si es cierto que la ruta mejorada de Slinghop (At{TV TZ TV}) tiene una latencia menor SL es menor 28-DP50 que la ruta de Internet entonces "SL es el transporte, uso más eficiente" 28-D50 es la ruta más óptima.
Si es falso e internet (At{TW ms}) es más rápida que Slinghop "IP es menor" 28-DP40 entonces "IP es el transporte, uso más eficiente" 28-D40 es la ruta más óptima.
La Figura 29 describe los módulos que se ejecutan en diversos dispositivos para potenciar la integración de Slinghop en una red GVN. Esta forma de realización de ejemplo muestra la pila de cuatro dispositivos, un dispositivo de punto final (EPD) 100, un servidor de punto de acceso (SRV_AP) 300, un servidor central de control (Sr V_CNTRL) 200 y un servidor de intercambio troncal (SRV_BBX) 500.
En el servidor SRV_BBX 500, también puede tener un dispositivo enrutador Slinghop entre el mismo y la ruta de Internet. En esta topología, el servidor SRV_BBX es una infraestructura entre Internet y la red troncal que utiliza dos mecanismos recíprocos. El enrutador Slingshot puede actuar como un habilitador de ruta para Slinghop. Por ejemplo, en el centro de datos de Internet (IDC: internet data center), puede haber una serie de rutas de Slinghop como cara frontal. Este mecanismo se puede configurar como dispositivos de cliente Slinghop. Slingshot puede ser administrado por un proveedor de servicios y los enrutadores Slinghop por los clientes.
Se han destacado algunos elementos clave. Puede haber más elementos que no se han indicado. Algunos de los elementos indicados no están directamente influenciados por Slinghop, ni dependen de Slinghop, ni están integrados de otro modo con Slinghop, pero se han indicado para mostrar en qué lugar de la pila se pueden disponer esos elementos. La jerarquía y la disposición de elementos pueden indicar unos niveles con elementos cerca de la parte superior como elementos de alto nivel, y elementos en la parte inferior como elementos de nivel inferior. Por ejemplo, la tarjeta de interfaz de red (NIC: network interface card) S108, S308, S208 y S508 se encuentra en un nivel de sistema muy inferior. El sistema operativo (O/S) S110, S310, S210 y S510 están por encima del nivel de la NIC y dentro del O/S hay archivos controladores que interactúan con y operan la NIC. Algunos elementos indicados (y otros no indicados) pueden estar en el nivel apropiado con respecto a otros elementos o pueden necesitar estar más abajo o más arriba, dependiendo del uso, del contexto y de otros factores.
Otros elementos de la red GVN, Slingshot, Slinghop u otras tecnologías relacionadas también incluyen un gestor de tejido, registro, IA, seguridad, FW, gestor de arranque seguro (SBM: secure boot manager), mecanismo de canal de retorno (BCM: back channel mechanism), destino geográfico (Geo-D), gestor de recursos, módulos de red GVN, APP, enrutamiento inteligente avanzado (ASR: advanced smart routing), gestor de red GVN, contabilidad y otros.
El gestor de Slingshot gestiona un detector de saltos (hop listener), un módulo de búferes de archivos (recepción), un gestor de búferes de archivos (envío), un enrutador de saltos, un emisor de archivos y otros elementos.
Claims (4)
1. Un sistema de red para proporcionar una conexión de red de larga distancia entre dispositivos de punto final, que comprende:
un primer dispositivo de punto final (21-100);
un segundo dispositivo de punto final (21-102);
un primer servidor de intercambio (1-502);
un segundo servidor de intercambio (1-506);
un primer servidor de punto de acceso (1-302) acoplado entre el primer dispositivo de punto final (21-100) y el primer servidor de intercambio (1-502);
un segundo servidor de punto de acceso (1-306) acoplado entre el segundo dispositivo de punto final (21-102) y el segundo servidor de intercambio (1-506);
un primer nodo de almacenamiento en sistema de archivos en paralelo, PFS, (1-602) acoplado entre el primer servidor de intercambio (1-502) y el segundo servidor de intercambio (1-506);
un segundo nodo de almacenamiento en sistema PFS (1-606) acoplado entre el primer servidor de intercambio (1 502) y el segundo servidor de intercambio (1-506);
en el que el primer servidor de intercambio (1-302) está configurado para (1) convertir un primer tráfico empaquetado recibido procedente del primer dispositivo de punto final, a través del primer servidor de punto de acceso (1-302), en un archivo portador, y (2) escribir el archivo portador en el segundo nodo de almacenamiento en sistema PFS (1-606) a través de un acceso remoto directo a memoria, RDMA;
en el que el segundo servidor de intercambio (1-506) está configurado para (1) leer el archivo portador del segundo nodo de almacenamiento en sistema PFS (1-606) y (2) convertir el archivo portador en un segundo tráfico empaquetado, en el que el segundo tráfico empaquetado es enviado al segundo dispositivo de punto final a través del segundo servidor de punto de acceso (1-306),
en el que el sistema de red comprende además una lógica de decisión algorítmica para determinar si utilizar, para la transmisión de paquetes entre un par o más de un par de direcciones IP, una ruta regular de Internet o una ruta que utiliza el primer y segundo servidores de intercambio (1-502, 1-506), comparando la latencia de la ruta regular de Internet con la latencia de la ruta que utiliza el primer y segundo servidores de intercambio (1-502, 1-506), y en el que el segundo servidor de intercambio (1-506) está configurado además para (1) convertir un tercer tráfico empaquetado recibido procedente del segundo dispositivo de punto final, a través del segundo servidor de punto de acceso, en un segundo archivo portador, y (2) escribir el segundo archivo portador en el primer nodo de almacenamiento,
en el que el primer servidor de intercambio está configurado para (1) leer el segundo archivo portador del primer nodo de almacenamiento y (2) convertir el segundo archivo portador en un cuarto tráfico empaquetado,
en el que el cuarto tráfico empaquetado es enviado al primer dispositivo de punto final a través del primer servidor de punto de acceso.
2. El sistema de red de la reivindicación 1, en el que al menos uno de entre el primer dispositivo de punto final (21 100) o el segundo dispositivo de punto final (21-102) está asociado a una identidad de dispositivo única.
3. El sistema de red de la reivindicación 1, en el que el primer dispositivo de punto final (21-100) está configurado para recibir el primer tráfico empaquetado procedente de un tercer dispositivo de punto final (21-104).
4. El sistema de red de la reivindicación 1, en el que el segundo dispositivo de punto final (21-102) está configurado para enviar el segundo tráfico empaquetado a un tercer dispositivo de punto final (21-104).
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