Pesquisadores da Universidade de St. Louis, nos Estados Unidos,
desenvolveram redes definidas por música, ou MDN. Ele equilibra a carga na rede, analisando sinais sonoros especiais que o equipamento do data center fornece. Nós dizemos como isso funciona.
/ foto Dennis van Zuijlekom CC BY-SAPor que você precisava da tecnologia MDN
De acordo com analistas da Cisco, a quantidade de dados processados no data center cresce 25% ao ano. Essa tendência leva a um aumento no número de servidores nos datacenters e a uma complicação da topologia de rede. Torna-se mais difícil para os administradores de sistema gerenciar esses sistemas e monitorar sua "integridade".
Por exemplo, em novembro de 2018, devido à configuração incorreta dos servidores no data center do Facebook, os serviços da empresa, incluindo WhatsApp e Instagram,
trabalharam intermitentemente por doze horas. Não apenas os usuários regulares de aplicativos, mas também os anunciantes que lançaram campanhas antes da Black Friday sofreram com isso.
Para ajudar os operadores de data center a monitorar o estado da infraestrutura de TI, pesquisadores da Universidade de St. Louis e introduziram a tecnologia de rede definida por música. Ele gerencia de forma independente as redes, concentrando-se nos sinais sonoros gerados pelos equipamentos na sala de máquinas. Os desenvolvedores conseguiram usá-lo para equilibrar a carga, identificar falhas nos sistemas de refrigeração e detectar acesso não autorizado.
Princípios de Operação MDN
O sistema MDN é um conjunto de Raspberry Pi com alto-falantes conectados aos comutadores de rede no data center. Os minicomputadores emitem um som especial toda vez que um dos eventos programados ocorre na rede (por exemplo, um grande número de solicitações de um endereço IP).
No data center, existem microfones baratos que capturam esses sons e transmitem informações sobre eles para controladores especiais. E os controladores decidem outras ações.
Durante os testes, os pesquisadores aplicaram a tecnologia para equilibrar a carga. Foram utilizados sons de diferentes alturas: quanto maior a frequência do sinal emitido, mais pacotes aguardam a fila no comutador. Assim que o controlador MDN "ouviu" que um dos dispositivos estava sobrecarregado, redistribuiu o tráfego ao longo de outras rotas de rede.
Ao mesmo tempo, o sistema responde não apenas aos sons criados artificialmente, mas também a uma mudança no ruído de fundo na sala de máquinas. Então, ela conseguiu identificar uma falha no sistema de refrigeração do servidor. Durante o teste, o controlador conseguiu detectar a falha do ventilador em uma das máquinas e desligou-o até que a falha fosse corrigida.
Vantagens e desvantagens
Uma das principais vantagens da tecnologia MDN é seu baixo custo. Embora os pesquisadores não tenham divulgado o custo total do sistema, eles observaram que cada controlador custou aproximadamente US $ 80. Segundo os autores do projeto, sua solução é mais barata que outros sistemas de
monitoramento fora de banda. Esses últimos geralmente exigem a compra de equipamentos adicionais e a construção de linhas de comunicação duplicadas (são
milhares de dólares em despesas).
Para resolver esse problema, no futuro, os pesquisadores planejam criar um sistema de microfones que não "escutem" um, mas vários roteadores e servidores ao mesmo tempo.
/ foto William Zhang CC BYOutra vantagem do sistema MDN é a sua flexibilidade. A tecnologia funciona com qualquer dispositivo e não depende da topologia da rede, mas até agora não pode ser usada em grandes data centers. O MDN lida com o processamento de milhares de sons de diferentes dispositivos. Essa quantidade não é suficiente para data centers em grande escala nos quais o número de servidores
pode ser dezenas de milhares.
Quem mais está desenvolvendo tecnologias "sólidas" para data centers
No mundo, outras soluções de áudio também estão sendo desenvolvidas para monitorar a operação do data center. Por exemplo, na Universidade da Pensilvânia,
eles criaram um sistema que fornece informações de voz para os administradores do data center sobre as portas usadas, a fonte de tráfego e o endereço IP do remetente.
O sistema possui dois modos de operação. O primeiro foi projetado para monitorar conexões com portas específicas da rede, para cada uma das quais o programa usa um certo som de "zumbido". Isso ajuda os administradores a detectar rapidamente ataques de verificação de porta.
O segundo modo é necessário para determinar as fontes de pacotes recebidos pela rede. O programa emite
um som de gongo , cujo volume aumenta a cada recebimento de um bloco de dados do mesmo remetente. O timbre do som depende da localização geográfica do usuário.
Uma
tecnologia semelhante
foi criada na Universidade de Tecnologia, Ontário. Um grupo de pesquisadores
propôs o uso de
músicas conhecidas , cuja composição muda com o crescimento do tráfego ou das conexões de rede. A idéia é que os administradores de rede notem uma mudança na música familiar mais rapidamente do que em um conjunto aleatório de sons e comecem a combater mais rapidamente as ameaças.
Outra solução foi criada por pesquisadores da Universidade de Northumbria, no Reino Unido. Os autores da tecnologia
propuseram a implementação de um sistema de monitoramento baseado nos
sons da natureza : o barulho da chuva, grilos ou um riacho. Juntos, esses sons são percebidos como uma única “imagem” e não distraem os funcionários de suas tarefas. No entanto, quaisquer alterações nesse "cenário de áudio" serão notadas pelos profissionais de TI que podem responder a problemas de rede.
O futuro do som nos data centers
Segundo especialistas, o som no data center é uma fonte de informações úteis sobre redes, que agora quase nunca são usadas.
Por exemplo, Cameron Turner, especialista em big data que trabalhou com a Microsoft e a Universidade de Stanford, falou sobre o potencial das tecnologias de controle de som. Na sua opinião, sistemas como o MDN podem ser complementados com algoritmos de aprendizado de máquina, que expandirão os recursos da tecnologia. Por exemplo, ajudará o centro de dados a fazer um uso mais eficiente da eletricidade.
Outra direção no desenvolvimento da tecnologia do som é o uso de frequências fora do alcance auditivo humano. Isso expandirá a gama de sinais para o sistema de controle automático, além de reduzir o nível de ruído no datacenter e o risco potencial para a saúde dos funcionários.
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