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海量資料基於小頻寬線路傳輸的解決之道–MPTCP

103/03/11 瀏覽次數 10741
近年來大型主機處理速度與存儲裝置的I/O性能快速提升,使得即時處理大量資料的速度大為提昇,不同領域的資訊技術可以相互融合,許多的研究人員開始發展海量資料的處理分析技術,但是海量資料通常具有時效性,一旦串流到運算伺服器就須立即處理,才能使即時得到的結果發揮其最大價值,如何增快網路傳輸效能一直是科學開發者所需要的。

2013年底,德國卡爾斯魯厄理工學院(Karlsruhe Institute of Technology, KIT)與德國學研網(DFN)合作,由 DFN 提供 KIT 至阿姆斯特丹的 100G 跨國線路,再經由歐美間新設立的 100G ANA-100 線路,成功達成德國與美國間首次 大型強子對撞機(Large Hadron Collider, LHC)高能粒子對撞資料及國際熱核實驗反應爐(International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER)核融合實驗資料的傳輸合作[1],顯示大頻寬線路確實是促進先進科學研究的重要基石

但通常單一條 100 G 之網路頻寬相當昂貴,若有多條較小頻寬之線路可同時使用,使用者一樣可以透過同時使用多條線路來增加頻寬,但實際上卻可能會遇到一些問題,例如當多條線路的頻寬大小不相同時,無法透過 Port Channel 來合併頻寬,或是發生網路封包無法平均分配到每一條線路使用而造成線路的浪費,但現在透過多路徑通訊傳輸協定(MultiPath TCP, MPTCP)技術,這問題也得到了解決。

MPTCP 是一種透過直接增修 Linux  核心裡之 TCP/IP 網路之方法[2],允許在單一傳輸連線中能同時有多個路徑,且在 MPTCP 協定下,應用程式不需要任何修改,當傳遞端跟接收端的電腦都支援 MPTCP,網路封包即可平均分配到每一條線路上,即時每一條線路之頻寬大小不一樣,亦可正常運作。透過測試結果,使用六條10Gb網路同時傳輸,可達到單一串流之速率為 51.8 Gb/s,這相當於傳輸一片DVD之資料可在一秒內完成,傳輸一片藍光光碟(25 GB)之資料只需要五秒,不失為小頻寬線路做為海量資料傳輸的解決之道。

參考資料

[1] http://www.scientificcomputing.com/news/2013/12/100-gigabits/
[2] MPTCP, http://multipath-tcp.org/pmwiki.php?n=Main.HomePage
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