Des chercheurs de l'Université de St. Louis aux États-Unis ont
développé un réseau défini par la musique, ou MDN. Il équilibre la charge sur le réseau en analysant les signaux sonores spéciaux délivrés par l'équipement du centre de données. Nous expliquons comment cela fonctionne.
/ photo Dennis van Zuijlekom CC BY-SAPourquoi aviez-vous besoin de la technologie MDN
Selon les analystes de Cisco, la quantité de données traitées dans le centre de données augmente de 25% par an. Cette tendance entraîne une augmentation du nombre de serveurs dans les centres de données et une complication de la topologie du réseau. Il devient plus difficile pour les administrateurs système de gérer ces systèmes et de surveiller leur «santé».
Par exemple, en novembre 2018, en raison de la configuration incorrecte des serveurs dans le centre de données Facebook, les services de l'entreprise, notamment WhatsApp et Instagram, ont
fonctionné par intermittence pendant douze heures. Non seulement les utilisateurs réguliers d'applications, mais aussi les annonceurs qui ont lancé des campagnes avant le Black Friday en ont souffert.
Pour aider les opérateurs de centres de données à surveiller l'état de l'infrastructure informatique, des chercheurs de l'Université de Saint-Louis ont présenté la technologie des réseaux définis par la musique. Il gère indépendamment les réseaux, en se concentrant sur les signaux sonores générés par les équipements de la salle des machines. Les développeurs ont réussi à l'utiliser pour équilibrer la charge, identifier les pannes dans les systèmes de refroidissement et détecter les accès non autorisés.
Principes de fonctionnement MDN
Le système MDN est un ensemble de Raspberry Pi avec des haut-parleurs connectés à des commutateurs réseau dans le centre de données. Les mini-ordinateurs émettent un son spécial chaque fois que l'un des événements programmés se produit sur le réseau (par exemple, un grand nombre de demandes provenant d'une adresse IP).
Dans le centre de données, il existe des microphones bon marché qui capturent ces sons et transmettent des informations à leur sujet à des contrôleurs spéciaux. Et les contrôleurs décident d'autres actions.
Au cours des tests, les chercheurs ont appliqué la technologie pour équilibrer la charge. Des sons de différentes hauteurs ont été utilisés: plus la fréquence du signal émis est élevée, plus les paquets attendent la file d'attente dans le commutateur. Dès que le contrôleur MDN a «entendu» qu'un des appareils était surchargé, il a redistribué le trafic le long des autres routes du réseau.
Dans le même temps, le système réagit non seulement aux sons créés artificiellement, mais également à un changement du bruit de fond dans la salle des machines. Elle a donc réussi à identifier une panne du système de refroidissement du serveur. Pendant les tests, le contrôleur a pu détecter une défaillance du ventilateur dans l'une des machines et l'a éteint jusqu'à ce que le problème soit résolu.
Avantages et inconvénients
L'un des principaux avantages de la technologie MDN est son faible coût. Bien que les chercheurs n'aient pas divulgué le coût total du système, ils ont noté que chaque contrôleur leur coûtait environ 80 $. Selon les auteurs du projet, leur solution est moins chère que les autres systèmes de
surveillance hors bande. Ces derniers nécessitent souvent l'achat d'équipements supplémentaires et la construction de lignes de communication en double (ce sont des
milliers de dollars de dépenses).
Pour résoudre ce problème, à l'avenir, les chercheurs prévoient de créer un système de microphones qui n'écouteront pas un, mais plusieurs routeurs et serveurs à la fois.
/ photo William Zhang CC PARUn autre avantage du système MDN est sa flexibilité. La technologie fonctionne avec n'importe quel appareil et ne dépend pas de la topologie du réseau, mais jusqu'à présent, elle ne peut pas être utilisée dans les grands centres de données. MDN gère le traitement de milliers de sons provenant de différents appareils. Ce montant n'est pas suffisant pour les centres de données à grande échelle dans lesquels le nombre de serveurs
peut atteindre des dizaines de milliers.
Qui d'autre développe des technologies «saines» pour les centres de données
Dans le monde, d'autres solutions audio sont également en cours de développement pour surveiller le fonctionnement du centre de données. Par exemple, à l'Université de Pennsylvanie,
ils ont créé un système qui fournit aux administrateurs du centre de données des informations vocales sur les ports utilisés, la source du trafic et l'adresse IP de l'expéditeur.
Le système a deux modes de fonctionnement. Le premier est conçu pour surveiller les connexions à des ports spécifiques du réseau, pour chacun desquels le programme utilise un certain son "bourdonnant". Cela aide les administrateurs à détecter rapidement les attaques de scan de port.
Le deuxième mode est nécessaire pour déterminer les sources de paquets reçus par le réseau. Le programme émet
un son de gong , dont le volume augmente à chaque réception d'un bloc de données provenant du même expéditeur. Le timbre sonore dépend de l'emplacement géographique de l'utilisateur.
Une
technologie similaire a
été créée à l'Université de technologie de l'Ontario. Un groupe de chercheurs a
proposé l' utilisation de
morceaux connus , dont la composition change avec la croissance du trafic ou des connexions réseau. L'idée est que les administrateurs réseau remarquent un changement dans la musique familière plus rapidement que dans un ensemble aléatoire de sons et commencent à contrer plus rapidement les menaces.
Une autre solution a été créée par des chercheurs de l'Université de Northumbria au Royaume-Uni. Les auteurs de la technologie ont
proposé de mettre
en place un système de surveillance basé sur les
sons de la nature : le bruit de la pluie, des grillons ou d'un ruisseau. Ensemble, ces sons sont perçus comme une seule «image» et ne distraient pas les employés de leurs tâches. Cependant, tout changement dans un tel «paysage audio» sera perceptible par les professionnels de l'informatique qui peuvent répondre aux problèmes de réseau.
L'avenir du son dans les centres de données
Selon les experts, le son du centre de données est une source d'informations utiles sur les réseaux, qui ne sont presque jamais utilisés.
Par exemple, Cameron Turner, un expert du Big Data qui a travaillé avec Microsoft et l'Université de Stanford, a parlé du potentiel des technologies de contrôle du son. À son avis, des systèmes comme MDN peuvent être complétés par des algorithmes d'apprentissage automatique, qui élargiront les capacités de la technologie. Par exemple, le centre de données contribuera à une utilisation plus efficace de l'électricité.
Une autre direction dans le développement de la technologie du son est l'utilisation de fréquences en dehors de la gamme auditive humaine. Cela permettra d'élargir la gamme de signaux pour le système de contrôle automatique, ainsi que de réduire le niveau de bruit dans le centre de données et le risque potentiel pour la santé des employés.
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