حقائق رئيسية
- تبلغ سرعة نقل البيانات في محطة العمل 25 جيجابت/ثانية.
- يتم بناء النظام باستخدام معالج AMD Threadripper 3970X.
- يتم استخدام بطاقة شبكة Mellanox ConnectX-6 Dx للاتصال.
- يتطلب البناء تحسينات محددة لكدور شبكة لنظام التشغيل لينكس.
ملخص سريع
أصدرت جمعية SCION تقريراً مفصلاً حول بناء محطة عمل قادرة على معدلات نقل بيانات تصل إلى 25 جيجابت/ثانية. تم تصميم هذا النظام عالي الأداء لدعم تطوير واختبار بنية SCION للإنترنت. يسلط المشروع الضوء على إمكانات معدات الحوسبة القياسية عند اقترانها مع تكوينات برمجية محسنة.
تشمل المكونات الرئيسية للبناء معالج AMD Threadripper ومعدات شبكة محددة تم اختيارها لقدرتها على التعامل مع معدلات نقل عالية. تشير نتائج الجمعية إلى أن تحقيق مثل هذه السرعات يتطلب الاهتمام بدقة بكدور شبكة لنظام التشغيل لينكس. تعمل محطة العمل هذه كمثال عملي لقدرات الشبكة عالية السرعة للمجتمع.
إعدادات المكونات المادية
تركز محطة العمل حول معالج AMD Threadripper 3970X. يوفر هذا المعالج عدد الأنوية المطلوب ومسارات PCIe لدعم نقل البيانات عالي السرعة. يتم تجهيز النظام بذاكرة عشوائية بسعة 256 جيجابايت للتعامل مع المخازن الكبيرة المطلوبة لعمليات نقل 25 جيجابت/ثانية.
في مجال الشبكات، يستخدم البناء بطاقة واجهة شبكة Mellanox ConnectX-6 Dx. هذه البطاقة قادرة على التعامل مع 100 جيجابت/ثانية، مما يوفر مساحة توجيه وفيرة للسرعة المستهدفة. اخترت الجمعية هذا المعدات تحديداً لموثوقيتها ودعم التعريفات ضمن نظام لينكس.
يتكون النظام الفرعي للتخزين من عدة أقراص NVMe SSD مرتبة في مصفوفة RAID. يضمن هذا عدم تحول وحدات القراءة والكتابة على الأقراص إلى عنق زجاجي أثناء اختبار الشبكة. يعمل النظام بأكمله على إصدار حديث من نظام التشغيل لينكس، محسّن للتأخير المنخفض ومعدل النقل العالي.
تحسين البرمجيات
إنجاز معدل نقل بيانات 25 جيجابت/ثانية تطلب ضبطاً كبيراً لنظام التشغيل. قامت جمعية SCION بتعديل عدة معلمات في الكود المصدري لنظام التشغيل لتحسين كدور الشبكة. شمل ذلك ضبط أحجام المخازن المؤقتة وإعدادات معالجة المقاطعات.
استخدم الفريق أدوات محددة لمراقبة وضبط الأداء. ركزوا على تقليل التكلفة المترتبة على استخدام المعالج المرتبطة بمعالجة الحزم. من خلال تمكين ميزات مثل Receive Side Scaling (RSS)، قاموا بتوزيع حمل الشبكة عبر عدة أنوية للمعالج.
يوضح التقرير الخطوات المتخذة لتكوين تعريف الشبكة لأقصى أداء. هذه التحسينات حاسمة لإزالة القيود البرمجية التي تمنع المعدات عادةً من الوصول إلى إمكاناتها الكاملة. النتيجة هي نظام يتعامل بكفاءة مع معدلات البيانات العالية.
نتائج الأداء
نجحت محطة العمل في الحفاظ على سرعات نقل تصل إلى 25 جيجابت/ثانية أثناء الاختبار. تحققت الجمعية من هذه النتائج باستخدام أدوات اختبار الشبكة القياسية. حافظ النظام على الاستقرار تحت الحمل المستمر، مما يظهر جدوى إعدادات المكونات المادية والبرمجية.
بقيت قياسات التأخير منخفضة حتى عند أقصى معدل نقل. هذا مقياس حاسم لبنية SCION، التي تضع الأولوية للRouting الآمن والفعال. يثبت البناء أن الشبكات عالية الأداء يمكن الوصول إليها باستخدام مكونات المستهلك (أو للمحترفين).
نشرت الجمعية هذه النتائج لتوفير معيار للباحثين الآخرين. تظهر البيانات أنه مع الضبط المناسب، يمكن للخوادم القياسية أن تنافس معدات الشبكات المتخصصة. هذا يقلل من حواجز الدخول لإجراء أبحاث متقدمة في مجال الشبكات.
التأثير على SCION
تعمل محطة العمل عالية السرعة هذه كأداة حيوية لـ جمعية SCION. تسمح باختبار دقيق لبروتوكول SCION في ظروف حمل ثقيلة. تستخدم الجمعية مثل هذه الأنظمة للتحقق من قابلية التوسع وميزات الأمان لبنية إنترنت الخاصة بها.
يهدف مشروع SCION إلى استبدال البنية التحتية الحالية للإنترنت ببديل أكثر أماناً ومرونة. تعتبر سرير الاختبار عالي الأداء ضرورياً لمحاكاة أنماط حركة المرور في العالم الواقعي. تتيح محطة العمل 25 جيجابت/ثانية للجمعية اختبار بروتوكول التحكم ونقل البيانات للإجهاد.
من خلال مشاركة تفاصيل البناء، تشجع الجمعية على اعتماد واختبار SCION على نطاق أوسع. إنهم يوضحون أن المعدات اللازمة متاحة بسهولة. يساعد هذا الشفافية في بناء مجتمع حول تطوير تقنيات الشبكات من الجيل القادم.